淀粉纺织型玻璃纤维浸润剂成膜剂的制备及其性能研究

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淀粉作为一种天然高分子化合物应用于工业生产的各个领域已有悠长的历史。虽然天然淀粉具有亲水性,但其不溶于水;随着温度的升高膨胀糊化,具有粘度较高,流动性差等自然属性,导致其使用受到了很大的限制。   淀粉与乙烯基单体接枝共聚是淀粉化学改性的重要方法。接枝淀粉是通过高能射线辐射化学或化学方法活化淀粉大分子,使所希望接枝的单体成为一个“支链状”接枝到淀粉大分子上。由于接枝淀粉是由天然淀粉与应用性能优越的具有一定聚合度的合成聚合物结合在一起,两者取长补短,从而提高了天然淀粉的使用价值及扩大了应用范围。淀粉接枝共聚物的用途十分广泛,在高吸水材料、生物降解塑料、造纸工业添加剂、环境废水处理、石油工业、医药工业及粘合剂制造诸方面都有其一席之地。   本课题是以豌豆淀粉为接枝骨架,过硫酸铵为引发剂,与接枝单体丙烯酸进行接枝共聚反应,合成的淀粉接枝共聚物是一种绿色环保的、性能优良的、成本低廉的成膜剂;系统地考察了淀粉浓度,引发剂用量,丙烯酸浓度,单体中和度、反应温度、反应时间等因素对接枝共聚反应的影响。   通过单因素实验得知,豌豆淀粉与丙烯酸接枝共聚,制备淀粉成膜剂的较佳接枝工艺是:当淀粉乳浓度为5%,引发剂用量占淀粉的质量百分数为2%,单体与淀粉的质量比为0.75:1,单体中和到pH值为6,反应温度为50℃,反应时间为5h时,接枝共聚产物的接枝率和接枝效率都较高。接枝共聚反应的各项指数分别为接枝效率GE%为90%,接枝率G%为38.4%,单体转化率C%为43.7%;所制备的成膜剂的粘度为206.46cp,接触角θ为61.4°,拉伸强度为0.2KN。   采用IR,XRD和TG/DTA/DSC对淀粉接枝共聚物进行了结构分析与表征。IR图谱除了保持淀粉的特征吸收峰外,在1715.9cm-1处出现了羰基特征吸收峰。XRD衍射峰大多为弥散峰,证明淀粉接枝共聚物基本为少量结晶态与无定形态共存的结构。TG/DTA/DSC曲线证实了接枝共聚反应的发生,且淀粉接枝共聚物的热稳定性能方面优于纯豌豆淀粉。   自制的淀粉成膜剂与进口淀粉成膜剂的性能比较结果:自制成膜剂的粘度远大于进口淀粉成膜剂,但是接触角θ及拉升强度F均优于KY#及PIO-34#两种型号的淀粉浆料,与GFM#淀粉相比,接触角大于其3.01°,拉伸强度和它是一样的,均为0.26KN。这说明用豌豆淀粉代替传统的玉米淀粉做成膜剂是完全可行的。
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