機(jī)械活化玉米淀粉與苯乙烯接枝共聚的研究.pdf

1、隨著石油資源的日益匱乏，如何從深度和廣度開發(fā)和應(yīng)用淀粉資源已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的課題，淀粉以其來源廣泛，價(jià)格低廉，可再生性強(qiáng)，環(huán)境污染較小等優(yōu)點(diǎn)受到人們廣泛重視。然而由于原淀粉具有半結(jié)晶的顆粒結(jié)構(gòu)，結(jié)晶區(qū)分子排列緊密，水及化學(xué)試劑等不易觸及結(jié)晶區(qū)內(nèi)的分子，導(dǎo)致淀粉的糊化溫度高、化學(xué)反應(yīng)活性低等缺點(diǎn)。因此，如何對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理，以減小淀粉的結(jié)晶區(qū)來提高淀粉的反應(yīng)活性已成為研究的熱點(diǎn)之一。 本文采用自制的攪拌磨對(duì)玉米淀粉進(jìn)行機(jī)械

2、活化，然后將機(jī)械活化淀粉用于淀粉接枝共聚反應(yīng)，采用過硫酸鉀為引發(fā)劑、苯乙烯為單體進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，以接枝率(G)、接枝效率(GE)和單體轉(zhuǎn)化率(C)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察了機(jī)械活化時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、乳化劑濃度、引發(fā)劑濃度、單體-淀粉濃度比、反應(yīng)溫度對(duì)其接枝反應(yīng)的影響；采用紅外光譜(FTIR)、差示掃描(DSC)、X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)對(duì)接枝產(chǎn)物進(jìn)行了表征。并進(jìn)一步考察了原料配比、復(fù)合乳化劑配比對(duì)涂料用淀粉接枝共聚乳液以及乳膠

3、膜性質(zhì)的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，得到如下主要結(jié)論： (1)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，玉米原淀粉(糊化)及活化0.5、1h的淀粉的接枝反應(yīng)接枝率分別為77.54、94.52和128.79％，接枝效率分別為51.13、62.45和76.35％，單體轉(zhuǎn)化率分別為75.83、75.67、84.34％。由此可見，玉米淀粉經(jīng)過機(jī)械活化后其化學(xué)反應(yīng)活性明顯提高。 (2)紅外光譜(FTIR)分析表明聚苯乙烯支鏈已成功接枝到淀粉上；差示掃描

4、量熱儀(DSC)測(cè)試表明，隨著G的增加，淀粉接枝物的熱穩(wěn)定性顯著提高，結(jié)晶度降低；X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)研究表明機(jī)械活化破壞了淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得接枝反應(yīng)不僅發(fā)生在無定形區(qū)，而且也發(fā)生在結(jié)晶區(qū)，接枝反應(yīng)對(duì)淀粉顆粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)影響顯著。 (3)在相同試驗(yàn)條件下，以原淀粉為原料，當(dāng)?shù)矸?、苯乙烯、丙烯酸丁酯三者配比?:2:1時(shí)可獲得性能穩(wěn)定的乳液；以活化淀粉為原料，三者配比為1.5:2:1時(shí)可獲得性能穩(wěn)定的乳液，同時(shí)