机械活化玉米淀粉与苯乙烯接枝共聚的研究
随着石油资源的日益匮乏，如何从深度和广度开发和应用淀粉资源已成为国内外学者普遍关注的课题，淀粉以其来源广泛，价格低廉，可再生性强，环境污染较小等优点受到人们广泛重视。然而由于原淀粉具有半结晶的颗粒结构，结晶区分子排列紧密，水及化学试剂等不易触及结晶区内的分子，导致淀粉的糊化温度高、化学反应活性低等缺点。因此，如何对淀粉进行预处理，以减小淀粉的结晶区来提高淀粉的反应活性已成为研究的热点之一。
本文采用自制的搅拌磨对玉米淀粉进行机械活化，然后将机械活化淀粉用于淀粉接枝共聚反应，采用过硫酸钾为引发剂、苯乙烯为单体进行接枝共聚反应，以接枝率(G)、接枝效率(GE)和单体转化率(C)为评价指标，考察了机械活化时间、反应时间、乳化剂浓度、引发剂浓度、单体-淀粉浓度比、反应温度对其接枝反应的影响；采用红外光谱(FTIR)、差示扫描(DSC)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对接枝产物进行了表征。并进一步考察了原料配比、复合乳化剂配比对涂料用淀粉接枝共聚乳液以及乳胶膜性质的影响。根据实验结果和理论分析，得到如下主要结论：
(1)在相同实验条件下，玉米原淀粉(糊化)及活化0.5、1h的淀粉的接枝反应接枝率分别为77.54、94.52和128.79％，接枝效率分别为51.13、62.45和76.35％，单体转化率分别为75.83、75.67、84.34％。由此可见，玉米淀粉经过机械活化后其化学反应活性明显提高。
(2)红外光谱(FTIR)分析表明聚苯乙烯支链已成功接枝到淀粉上；差示扫描量热仪(DSC)测试表明，随着G的增加，淀粉接枝物的热稳定性显著提高，结晶度降低；X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究表明机械活化破坏了淀粉的结晶结构，使得接枝反应不仅发生在无定形区，而且也发生在结晶区，接枝反应对淀粉颗粒结晶结构影响显著。
(3)在相同试验条件下，以原淀粉为原料，当淀粉、苯乙烯、丙烯酸丁酯三者配比为1:2:1时可获得性能稳定的乳液；以活化淀粉为原料，三者配比为1.5:2:1时可获得性能稳定的乳液，同时机械活化淀粉的使用使得乳液固含量达到29.4％。以最佳配方获得的乳液性能基本达到了乳胶内墙涂料成膜物质的要求。可以作为乳胶内墙涂料的乳液进行涂料的配制。
乳胶内墙涂料;玉米淀粉;苯乙烯;接枝共聚
广西大学
硕士
化学工艺
黄祖强;覃学江
2008
中文
TQ633
54
2008-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）