高性能淀粉基接枝共聚物的制备及性能研究

摘要

采用反相乳液聚合法，以硝酸铈铵为引发剂、用Span-80和Op-4复合乳化剂，选用可溶性淀粉基材分别与丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵单体进行接枝共聚。制备出了性能优越的淀粉乙烯基单体接枝共聚物。 用傅立叶变换红外光谱和核磁共振波谱对产品进行了结构表征。通过接枝率、接枝效率、单体转化率、阳离子度和特性粘数等指标，研究了反应条件对接枝共聚产品性能的影响。通过单因素及正交试验确定的最佳工艺参数分别为：搅拌速度为450rpm，引发剂浓度为1.5mmol/L，pH值为3-4，HLB值为6.0，乳化剂用量为8％，油水体积比为1.4：1，单体与淀粉配比为1.5：1，单体浓度为35％，丙烯酰胺：二甲基二烯丙基氯化铵为3：7，反应温度为45℃，反应时间为4h。最佳条件下制得的聚合物接枝率达到122.31％，接枝效率为92.19％，转化率为87.84％，阳离子度为21.45，特性粘数为628.73 ml/g。 所得产品作絮凝剂处理硅藻土模拟水样及造纸厂废水研究表明，其具有良好的絮凝效果。絮凝效果明显优于市售聚丙烯酰胺。 对可生物降解的淀粉接枝共聚物和其工业应用的研究，对于改善淀粉加工性能，提高力学性能，增强低温水分散性和渗透力，从深度和广度上开发应用淀粉资源，充分发挥我国资源丰富的优势，促进工业发展及减少合成材料对环境的污染等多个方面具有一定的理论与实际应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1淀粉接枝改性研究历史与现状分析

1.1.1淀粉的结构

1.1.2淀粉的基本性质

1.2淀粉的接枝改性

1.2.1引发体系的研究

1.2.2接枝单体的研究

1.2.3制备工艺的研究

1.2.4接枝共聚物的应用研究

1.3存在问题及发展趋势

1.3.1存在的主要问题

1.3.2发展趋势

1.4研究意义

1.5主要研究内容

1.6技术路线

2实验部分

2.1实验原料

2.2实验仪器设备

2.3实验原理

2.4反应装置

2.5淀粉接枝共聚实验

2.5.1原材料预处理

2.5.2淀粉接枝共聚物的合成

2.5.3接枝共聚物的提纯

2.5.4接枝共聚物结构分析

2.5.5接枝率、接枝效率和单体转化率的测定

2.5.6阳离子度的测定

2.5.7共聚物特性粘数的测定

2.5.8淀粉阳离子接枝共聚物的验证

2.5.9正交试验确定最佳工艺参数

2.6应用实验

2.6.1实验方法

2.6.2水样配置

2.6.3透光率测定

2.6.4色度测定

2.6.5化学需氧量测定

3结果与讨论

3.1不同反应条件对接枝共聚反应的影响

3.1.1搅拌速度对接枝共聚反应的影响

3.1.2引发剂对接枝共聚反应的影响

3.1-3加料顺序对接枝共聚反应的影响

3.1.4投料方式对接枝共聚反应的影响

3.1.5 pH值对接枝共聚反应的影响

3.1.6乳化剂对接枝共聚反应的影响

3.1.7单体与淀粉配比对接枝共聚反应的影响

3.1.8单体浓度对接枝共聚反应的影响

3.1.9单体配比对接枝共聚反应的影响

3.1.10反应温度对接枝共聚反应的影响

3.1.11反应时间对接枝共聚反应的影响

3.2最佳工艺路线与参数分析

3.3接枝物的结构分析

3.3.1红外光谱分析

3.3.2核磁共振波谱分析

3.4接枝物絮凝应用效果分析

3.4.1投料量对絮凝效果的影响

3.4.2 pH值对絮凝效果的影响

3.4.3水温对絮凝效果的影响

3.4.4硅藻土模拟水样的絮凝效果

3.4.5造纸厂废水的絮凝效果

4结论

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文