Termoplasztikus keményítő (TPS)

A keményítő kémiailag erősen poláros, a növényi sejtek fő energiaraktározója. A keményítőt két D-glükózból álló polimer alkotja, amelyet amilóznak és amilopektinnek nevezünk. E két alkotó aránya nagyban függ attól, hogy a keményítőt milyen növényből nyerjük ki. Nyersanyagként nagy mennyiségben áll rendelkezésre és évenként olyan megújuló nyersanyagforrásból származik mint a búza és a kukorica. Ez a növényekben megtalálható poliszacharidokból előállított keményítő a jelenleg előállított biopolimerek egyik legelterjedtebb alapanyagává nőtte ki magát.

Kísérletekhez általam felhasznált élelmiszer-ipari keményítő

A keményítő mechanikai és hőenergia hatására a hidrogénkötések felszakításával és a kristályosság megszűnésével homogén termoplasztikus keményítőt (Thermoplasztic strach: TPS) képez, amely már alkalmas, termelékeny polimer feldolgozási eljárással pl. extrúzióval történő feldolgozásra.

Hogyan is állítjuk elő a TPS-t?
Ahhoz, hogy a keményítőt hőre lágyuló, azaz termoplasztikus állapothoz hasonló állapotba hozzunk szükségünk van lágyítók hozzáadagolására. Ilyen lágyító lehet a víz (desztillált), glicerin, szorbitol stb.. A kutatás során a későbbiekben számos különböző lágyító alkalmazásra kerül, de ezek közül főként a desztillált víz, glicerin és a szorbitol fog előtérbe kerülni. A lágyítók keményítőhöz való adagolása után egy zselatinált állapotú anyagot kapunk. Ezt az anyagot az élelmiszeriparban előszeretettel alkalmazzák, azonban a polimer kompozitok mátrixanyagaként a nagy víztartalma miatt >10m% nem használatos. A víztartalom csökkentése és mechanikai nyírás alkalmazásával azonban úgynevezett destruktúrált állapotot tudunk létrehozni, amelynél a kémenyítő kristályossága megszűnik és egy amorf ömledék szerű anyagot azaz termoplasztikus keményítőt (TPS) kapunk.

Desztillált vízzel, glicerinnel lágyított keményítő belsőkeverős feldolgozás során