機械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉及其助洗性能的研究.pdf

1、三聚磷酸鈉因其具有價格低廉、絡(luò)合鈣離子能力強和良好的懸浮分散能力等優(yōu)勢而被用于洗滌助劑中，但其廢液中磷的排放造成了水體富營養(yǎng)化。為追求良好的生活環(huán)境，無磷助洗劑的開發(fā)研究成為人們關(guān)注的一個熱點。順丁烯二酸酐羧化淀粉就是建立在日益增長的工業(yè)需要和環(huán)境保護的基礎(chǔ)下應(yīng)運而生的，它屬于變性淀粉中的一種，是淀粉在一定條件下與馬來酸酐反應(yīng)得到的產(chǎn)品，可被應(yīng)用于造紙、紡織、藥物載體以及土壤改良劑等方面。因順丁烯二酸酐羧化淀粉分子中存在羧基，使其具有絡(luò)

2、合鈣離子能力以及對污垢的懸浮分散性能，且能被生物降解，對環(huán)境友好，因此可作為無磷助洗劑應(yīng)用于衣物及金屬表面清洗劑中。但淀粉分子具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不利于水及其它化學(xué)反應(yīng)試劑的滲透和反應(yīng)，因此，改善順丁烯二酸酐羧化淀粉的制備方法，實現(xiàn)其反應(yīng)效率的提高成為了研究的熱點。
　　 采用自制的高能效攪拌球磨機為反應(yīng)器，以木薯淀粉為原料、馬來酸酐為反應(yīng)劑、過二硫酸鉀為引發(fā)劑、乙酸鈉為堿性劑機械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉。以順丁烯二酸酐羧化淀

3、粉的羧化度為評價指標(biāo)分別考察機械活化反應(yīng)時間、機械活化反應(yīng)溫度等因素對淀粉羧化的影響，并通過正交試驗設(shè)計優(yōu)化了合成工藝；采用紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射儀(XRD)、熱失重分析儀(TG)及掃描電子顯微鏡(SEM)等考察順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度對其分子基團、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和顆粒形貌等的影響；并對其溶解度、透明度、凍融穩(wěn)定性和凝沉性等性能進行了分析研究；在助洗性能應(yīng)用方面，對順丁烯二酸酐羧化淀粉的鈣離子絡(luò)合能力及懸浮污垢的性能進

4、行了初步研究。通過上述的研究，得到如下主要結(jié)論：
　　 (1)機械活化反應(yīng)顯著提高了順丁烯二酸酐羧化淀粉的羧化度。正交實驗研究表明各個因素對機械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉工藝影響順序為：馬來酸酐占淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞引發(fā)劑占淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞機械活化反應(yīng)時間＞機械活化反應(yīng)溫度，機械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉的優(yōu)化工藝條件為：機械活化反應(yīng)時間1.0h、反應(yīng)溫度為50℃、馬來酸酐的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.0％、引發(fā)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6

5、％、淀粉含水量為12.8％、堿性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％。在該條件下所制得的順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度度7.74％。
　　 (2)紅外光譜分析表明馬來酸酐跟淀粉發(fā)生了反應(yīng)，產(chǎn)物含有羰基，并隨著順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度的增大，羰基的吸收峰增強；順丁烯二酸酐羧化淀粉X射線衍射分析表明機械活化反應(yīng)降低了淀粉的結(jié)晶度，便于馬來酸酐滲透至淀粉結(jié)晶區(qū)域進行反應(yīng)；熱失重分析研究表明機械活化使淀粉的熱穩(wěn)定性增強，順丁烯二酸酐羧化淀粉的熱穩(wěn)定性隨

6、羧化度的增加而增強；掃描電鏡研究發(fā)現(xiàn)機械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉的過程中，淀粉受到了機械活化和羧化的復(fù)合作用，顆粒表面受破壞的程度隨著機械活化反應(yīng)時間和羧化度的增加而增加。
　　 (3)順丁烯二酸酐羧化淀粉的溶解度、透明度和凍融穩(wěn)定性均隨其羧化度的增大而增大；順丁烯二酸酐羧化淀粉的凝沉性隨其羧化度的增加而降低。
　　 (4)順丁烯二酸酐羧化淀粉絡(luò)合鈣離子的能力以及懸浮污垢的能力均隨其羧化度的增大而增大，并分別受絡(luò)