Thermoplastic starch blown films with improved mechanical and barrier properties

Table 2 

Moisture content, overall crystallinity, and glass transition temperature (T

g

) of 

starch for different TPS blown films as mentioned in 

Section 2.2

.  

Sample 

Moisture content (%) 

Overall crystallinity

a 

(%) 

T

g 

of starch

b 

(

◦

C) 

G38 

17.30

b

±

0.35  

10.56 

20.0 

±

0.2 

G40 

18.95

ab 

±

0.21  

11.67 

16.3 

±

0.4 

G42 

19.46

a

±

0.36  

12.29 

15.8 

±

0.7 

GX38 

8.00

cd 

±

0.74  

12.14 

25.1 

±

1.1 

GX40 

8.52

cd 

±

1.27  

12.20 

21.8 

±

0.3 

GX42 

9.45

c 

±

0.24  

14.15 

17.0 

±

0.6 

GS40 

7.49

d 

±

2.26  

12.18 

28.9 

±

1.1 

GS42 

8.85

cd 

±

0.69  

12.96 

20.1 

±

0.5  

a

Calculated based on XRD data. 

b

Determined by DMTA, the result was reported as mean 

±

SD, 

n 

=

2. 

K.M. Dang and R. Yoksan                                                                                                                                                                                                                    

---

International Journal of Biological Macromolecules 188 (2021) 290–299

295

moisture content was lower than 10%, promoting the formation of E

H

- 

type crystals. It should be noted that E

H

-type crystals were less stable 

than V

H

-type ones and often gradually transformed to a V

H

-type struc-

ture upon storage 

[23]

. 

For the different content of polyols in the TPS films, the diffraction 

peaks appeared at the same angle, indicating that the plasticizer con-

centration hardly affected the crystal type of the starch. However, the 

overall crystallinity of TPS, calculated based on XRD data, tended to 

increase with greater polyol content (

Table 2

), due to more availability 

of  plasticizer  to  form  complexes  with  amylose  and  the  increased 

mobility of macromolecular chains to recrystallize 

[24]

. 

Table 2 

also 

shows that the overall crystallinity of GX and GS was liable to be higher 

than  that  of  G.  This  might  be  attributed  to  the  presence  of  the 

outstanding E

H

-type crystal peak at 18.2

◦

, which formed when TPS was 

processed at high temperature and pressure and contained low moisture. 

3.6. Glass transition temperature 

The T

g 

of starch in TPS films was determined based on DMTA ther-

mograms in a tension mode; the values are presented in 

Table 2

. T

g 

of 

starch in G was in the range of 15.8 

◦

C to 20.0 

◦

C, while those of GX and 

GS were in the ranges of 17.0 

◦

C to 25.1 

◦

C and 20.1 

◦

C to 28.9 

◦

C, 

respectively.  The  results  show  that  T

g 

of  starch  in  the  TPS  films 

decreased  with  increasing  plasticizer  content  and  with  decreasing 

molecular size of plasticizer. The reduction of T

g 

indicates the presence 

of  the  softer  material  or  the  higher  chain  mobility  of  starch  in  the 

amorphous phase due to the greater plasticizing effect. Similar obser-

vations of the reduction of T

g 

of starch in TPS as a function of plasticizer 

concentration have been reported in other studies 

[3,25]

.