食品包装作为食品商品的重要组成成分,可使食品在流通及贮藏过程中免受外来因素的损害与污染,从而延长食品的货架期及贮藏期。可食用膜作为一种安全可食用、甚至有一定营养价值的新型食品包装材料,在食品包装与保鲜、快餐食品及药物胶囊中具有广阔的应用前景,已成为当前食品包装相关领域的研究热点。羟丙基甲基纤维素(HPMC)是常用于制备可食用膜的多糖高分子,广泛应用于食品医药领域,其膜材具有良好的透明度、机械性能及油脂阻隔性能。但是,HPMC为热致凝胶,导致其在低温下的加工性能差、生产能耗大;另外,其昂贵的原料价格限制了其包括医药领域在内的广泛应用。羟丙基淀粉(HPS)是广泛应用于食品医药领域的可食用材料,其来源广泛价格低廉,是降低HPMC成本的理想材料,而且HPS的冷凝胶性质,可平衡HPMC的粘度等流变性能,提高其在低温下的加工性能。另外,HPS可食用膜具有极好的氧气阻隔性能,因此可显著提高HPMC可食用膜的阻氧性能。将HPS加入到HPMC中进行复配,构建HPMC/HPS冷热反相凝胶复配体系,采用流变仪研究了复配溶液浓度、复配比及剪切作用等因素对复配体系流变性能的影响规律,探讨了溶液中HPS与HPMC两组分间的相互作用机制以及复配体系的相容性、相转变情况,进而建立了复配体系流变性能与结构之间关系。结果显示,复配体系存在一个临界浓度(8%),低于临界浓度,HPMC与HPS以相互独立的分子链及相区域存在;高于临界浓度,溶液中形成以HPS相为凝胶中心,并由HPMC分子链的相互缠绕连接在一起的微凝胶结构,表现出类似高分子熔体的行为。复配体系的流变性能与复配比之间符合对数加和法则,并呈现出一定程度的正负偏离,说明两组分间具有良好的相容性。复配体系在低温下为连续相-分散相的“海-岛”结构,并随着HPMC/HPS复配比的降低在4:6时发生连续相的转变。采用流延法制备了HPMC/HPS复合膜,通过扫描电子显微镜、动态热机械性能分析及热重分析进一步探究了复配体系的相容性及相分离情况,并研究了复合膜材的机械性能及透氧性等膜材性能。结果显示,所有复合膜SEM图中未发现明显的两相界面,大部分复合膜DMA结果中只存在一个玻璃化转变点,以及大部分复合膜DTG曲线中只出现一个热降解峰,这些共同说明HPMC与HPS具有一定的相容性。HPS在HPMC中的加入,显著提高了复合膜材的阻氧性能。复合膜的机械性能随复配比和环境相对湿度的不同变化较大,并呈现出一个交叉点,可为不同应用需求的产品优化提供参考。采用简单的碘酒染色光学显微镜分析手段研究HPMC/HPS复配体系的微观形貌、相分布、相转变等微观结构,并采用紫外分光光度计及力学性能测定仪研究复配体系的透明度和机械性能等宏观性能,建立HPMC/HPS复配体系微观形态结构与宏观综合性能之间的关系。结果显示,复配体系中呈现出大量的中间相,具有良好的兼容性。复配体系存在一个相转变点,此相转变点具有一定的复配比及溶液浓度依赖性。复配体系的透明度最低点与HPMC由连续相到分散相的相转变点及拉伸模量的极小值点相一致。杨氏模量与断裂伸长率随着溶液浓度的增加而降低,与复配体系由HPMC逐渐从连续相到分散相的转变成因果关系。采用流变仪来研究HPS的化学改性对HPMC/HPS冷热反相凝胶复配体系流变性能及凝胶性能的影响,结合碘酒染色光学显微镜分析手段,进一步对复配体系的相容性及相转变进行了研究,并构建微观结构与流变性能及凝胶性能之间的关系。研究结果显示,HPS的羟丙基化可降低复配体系在低温下粘度,提高复配溶液流动性,降低剪切稀化现象;HPS的羟丙基化可窄化复配体体系的线性粘弹区,降低HPMC/HPS复配体系的相转变温度,提高复配体系低温时的类固体行为及高温时的流动性为。HPMC和HPS分别在低温和高温下形成连续相,并作为分散相决定着复配体系的在高温和低温下的流变性能及凝胶性能。复配体系的粘度曲线中的突变与损耗因子曲线上tanδ峰均出现在45°C处,这与45°C的碘酒染色显微图中观察到的共连续相现象相呼应。采用同步辐射小角X射线散射技术研究了HPS的化学改性对复配膜的结晶结构和微区分形结构的影响,并结合复合膜的机械性能、阻氧性能及热稳定性,系统研究了复配组分化学结构改变对复配体系微观结构与宏观性能的影响。同步辐射结果显示,HPS的羟丙基化和两组分相容性的提高可明显抑制膜材中淀粉的重结晶现象,并促使复合膜形成更加疏松的自相似结构。HPMC/HPS复合膜的机械性能、热稳定性及透氧性等宏观性能与其内部的结晶结构及无定形区结构密切相关,是HPS羟丙基化学改性及复配体系中两组分相容性两种作用的综合效果。