魔芋葡甘聚糖与丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚物的合成及吸水性能研究

摘要

本文以过硫酸钾 (KPS) 为引发剂， N，N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，采用溶液聚合的方法，合成了魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物(KGM-g-AA-AM)高吸水性树脂 (SAP)。探讨了引发剂、交联剂、丙烯酸、丙烯酰胺等用量以及单体中和度、反应时间和反应温度等因素对接枝物的接枝率、接枝效率以及吸水性能的影响。 结果表明，在本实验条件下，魔芋粉与丙烯酸—丙烯酰胺接枝聚合反应的最佳工艺条件：反应温度55～65℃，反应时间为3h，引发剂用量为0.35％(占单体的质量)，魔芋粉与单体质量比为1∶4，丙烯酸/丙烯酰胺 (质量) 为1∶1，丙烯酸中和度为80％，在此接枝共聚条件下，接枝效率可达75％，所得的接枝共聚物的接枝率达到33％左右。当在接枝共聚时加入的交联剂用量为0.075％(占单体的质量)的条件下，制得的SAPI吸去离子水可达720 g/g，吸0.9％的NaCl溶液为110g/g。 采用溶液自由基聚合的方法研究了不同引发体系(硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸钾—亚硫酸氢钠)引发魔芋粉与丙烯酸的接枝共聚反应。对引发剂浓度、反应温度、单体浓度、单体中和度、反应时间等反应条件进行了考察，并比较了以硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸钾—亚硫酸氢钠为不同引发体系的魔芋粉与丙烯酸接枝共聚反应的结果，探讨了反应条件对接枝率和接枝效率的影响。 结果表明，过硫酸钾—亚硫酸氢钠为引发剂的引发效果最佳，接枝率和接枝效率分别可达到59％和94％，并通过红外图谱(IR)分析证实了接枝聚合物的结构，扫描电镜(SEM)观察接枝聚合物的形态。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一部分文献综述

1高吸水树脂简介

1.1 SAP的交联网络结构

1.2 SAP的吸水机理

2 SAP的研究进展

2.1国外的SAP研究进展

2.2国内的SAP研究进展

3 SAP的分类及应用

3.1天然物系列SAP

3.2聚丙烯酸系列

3.3聚乙烯醇系列SAP

3.4其他

3.5 SAP的应用

4魔芋粉的应用及研究进展

4.1魔芋块茎的主要化学成分

4.2魔芋粉的用途

5魔芋葡甘聚糖的提纯方法

5.1提取方法的依据

5.2提取方法

6魔芋葡甘露聚糖的结构、性质及改性

6.1魔芋葡甘露聚糖的化学结构

6.2 KGM的理化性质

6.3 KGM分子结构与性能关系

6.4 KGM改性

7魔芋粉接枝共聚反应的研究进展

7.1魔芋粉接枝前处理工艺

7.2接枝共聚反应机理

7.3魔芋粉与乙烯基类单体接枝共聚反应

8选题目的和意义

第二部分实验部分

1原料与试剂

2实验仪器

3实验步骤

3.1魔芋粉的纯化

3.2接枝共聚物的合成

3.3接枝物的分离、提纯与表征

3.4分析与测试

第三部分结果与讨论

1魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物的合成与表征

1.1魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物的分离分析及FTIR表征

1.2魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚反应条件对接枝物接枝率(GD)和接枝效率(GE)的影响

1.3接枝共聚反应机理

1.4小结

2魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物的吸水性能研究

2.1影响魔芋粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物吸水性能的因素

2.2小结

3不同引发体系对魔芋粉与丙烯酸接枝共聚的影响研究初探

3.1魔芋粉及其与丙烯酸接枝共聚物的红外光谱和扫描电镜分析

3.2硝酸铈铵为引发剂时的接枝共聚反应

3.3过硫酸钾为引发剂时的接枝共聚反应

3.4过硫酸钾-亚硫酸氢钠混合引发体系对接枝共聚反应的影响

3.5小结

第四部分结论

前景展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文