接枝淀粉浆料氧化还原引发剂引发效果的研究

摘要

接枝淀粉浆料是由亲水性和疏水性两类单体与淀粉通过接枝共聚合反应制成的，为了提高接枝淀粉浆料的接枝效率，降低单体消耗量和生产成本，获得高性能的接枝淀粉浆料，筛选出在制备接枝淀粉浆料时引发效果好、来源广及性价比较高的引发剂，本文分别选择丙烯酸(AA)和丙烯酸甲酯(MA)，作为亲水性和疏水性两类单体的模型单体，依据前人研究成果，采用实验方法研究与评价了5种氧化还原引发体系在制备接枝淀粉浆料适宜条件下的引发效果。这5种氧化还原引发体系的种类为Ce(NH4)2(NO3)6、FeSO4/H2O2、KMnO4/C6H8O7、K2S2O8/Na2S2O3及(NH4)2S2O8/NaHSO3。实验结果表明：在引发酸解淀粉接枝丙烯酸或丙烯酸甲酯时，引发剂Ce(NH4)2(NO3)6引发效果最好，(NH4)2S2O8/NaHSO3和FeSO4/H2O2次之，K2S2O8/Na2S2O3和KMnO4/C6H8O7最差；(NH4)2S2O8/NaHSO3和FeSO4/H2O2可以作为接枝淀粉浆料引发剂使用。
　　 在接枝共聚合反应前将淀粉经马来酸酐预处理，可以提高接枝淀粉浆料的接枝效率。为了进一步提高这种预处理型接枝淀粉浆料的接枝效率，降低单体消耗量和生产成本，获得更高性能的接枝淀粉浆料，筛选出在制备该接枝淀粉浆料时引发效果好、来源广及性价比较高的引发剂，本文又采用了含碳-碳双键马来酸酐酯化淀粉(MES)为原料制备接枝淀粉浆料。实验所采用的引发体系为研究所得引发效果较好的前三种引发剂，并另外选择了理论上引发效果较好的H2NCSNH2(TU)/H2O2引发剂，研究了上述4种氧化还原引发体系在制备接枝淀粉浆料适宜条件下引发马来酸酐酯化淀粉与丙烯酸单体或丙烯酸甲酯单体分别接枝时的引发效果。实验结果表明：在引发马来酸酐酯化淀粉接枝丙烯酸或丙烯酸甲酯时，引发剂的引发效果从高到低的排序依次为Ce(NH4)2(NO3)6、FeSO4H2O2、H2NCSNH2(TU)/H2O2、(NH4)2S2O8/NaHSO3;FeSO4/H2O2及H2NCSNH2(TU)/H2O2可以作为马来酸酐酯化预处理型接枝淀粉浆料引发剂使用。
　　 此外，本文采用制备MES-g-PMA浆料时引发效果较好、价格低廉的FeSO4/H2O2为引发剂，制备一系列丙烯酸酯类接枝淀粉浆料，一方面，考察该引发剂对丙烯酸酯类接枝淀粉浆料应用性能的影响，另一方面，通过对MES-g-PAL浆料性能的评价与研究，筛选出制备丙烯酸酯类接枝淀粉浆料较为适宜的接枝单体。实验结果表明：FeSO4/H2O2在制备MES-g-PAL浆料时的应用性能良好；当采用丙烯酸乙酯作为制备MES-g-PAL浆料的接枝单体时，所得产物性能较好。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 概述

1.1.1 接枝淀粉浆料的概况及研究现状

1.1.2 制备接枝淀粉浆料过程中存在的问题及关键技术

1.1.3 接枝淀粉引发剂的研究现状及在制备接枝淀粉浆料时的应用概况

1.2 课题研究的目的、意义及内容

1.2.1 课题研究的目的及意义

1.2.2 本课题研究的主要内容

第二章 氧化还原引发剂在HS-g-PMA(PAA)合成中引发作用及产物性能的研究

2.1 实验部分

2.1.1 原料、实验药品及仪器

2.1.2 原淀粉的精制

2.1.3 淀粉的酸解

2.1.4 接枝共聚合

2.1.5 HS-g-PMA接枝参数的测定

2.1.6 HS-g-PAA接枝参数的测定

2.1.7 接枝淀粉浆料黏度的测试

2.1.8 HS-g-PMA(PAA)黏附性能的测试

2.1.9 接枝淀粉浆料浆膜性能的测试

2.2 结果与讨论

2.2.1 HS-g-PMA及HS-g-PAA结构特征

2.2.2 引发剂对淀粉接枝共聚合的影响

2.2.3 引发剂对浆液黏度的影响

2.2.4 引发剂对黏附性能的影响

2.2.5 引发剂对浆膜性能的影响

2.3 本章小结

第三章 氧化还原引发剂在MES-g-PMA(PAA)合成中的引发作用及产物性能的研究

3.1 实验部分

3.1.1 原料、粗纱、实验药品及仪器

3.1.2 原淀粉的精制和酸解

3.1.3 马来酸酐酯化淀粉的制备

3.1.4 接枝共聚合

3.1.5 MES-g-PMA和MES-g-PAA接枝参数的测定

3.1.6 黏度的测试方法、黏附性能的测试方法以及浆膜的制备与测试方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 MES-g-PMA及MES-g-PAA结构特征

3.2.2 引发剂对马来酸酐淀粉酯接枝共聚合的影响

3.2.3 引发剂对浆液黏度的影响

3.2.4 引发剂对黏附性能的影响

3.2.5 引发剂对浆膜特性的影响

3.3 本章小结

第四章 FeSO4/H2O2在MES与PAL接枝共聚合中的应用

4.1 实验部分

4.1.1 原料、粗纱、实验药品及仪器

4.1.2 原淀粉的精制、酸解及马来酸酐酯化淀粉的制备

4.1.3 接枝共聚合

4.1.4 MES-g-PAL接枝参数的测定

4.1.5 黏度的测试、MES-g-PAL浆料黏附性能的测试以及浆膜的制备与测试

4.2 结果与讨论

4.2.1 接枝单体对接枝共聚合的影响

4.2.2 接枝单体对浆液黏度特性的影响

4.2.3 接枝单体对浆液黏附性的影响

4.2.4 接枝单体对浆膜性能的影响

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文