陽(yáng)離子型接枝淀粉聚合物的合成及應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),隨著我國(guó)造紙工業(yè)的蓬勃發(fā)展,淀粉及其衍生物因其具有無(wú)毒、可生物降解、來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、可再生等特點(diǎn),在造紙工業(yè)中的需求和消費(fèi)量越來(lái)越大。由于天然淀粉隨著溫度升高易膨脹糊化、力學(xué)性能差、缺乏耐水及乳化能力,使得其應(yīng)用受到很大限制。為了擴(kuò)大淀粉的應(yīng)用范圍,必須對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性,接枝共聚是淀粉改性的主要方法之一。
　　 淀粉接枝聚合物是以親水的半剛性鏈的淀粉大分子為骨架與帶有極性基團(tuán)的烯類(lèi)不飽和單體接枝共聚,使共聚物具有天然

2、高分子和人工合成高分子兩者的性質(zhì),取長(zhǎng)補(bǔ)短,形成剛?cè)嵯酀?jì)的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),淀粉的接枝共聚改性成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者近年來(lái)研究熱點(diǎn)之一。本研究采用功能性單體與經(jīng)過(guò)預(yù)處理的變性淀粉合成了一種性能優(yōu)越的陽(yáng)離子型復(fù)合淀粉接枝聚合物,并探討了用它作為表面施膠劑的應(yīng)用性能。
　　 首先,研究了不同因素對(duì)淀粉接枝共聚的影響。討論了淀粉預(yù)處理、單體種類(lèi)、單體配比、引發(fā)劑種類(lèi)、引發(fā)劑用量、溫度以及反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)淀粉接枝共聚的影響。其次,考察了不同聚

3、合工藝合成的淀粉接枝聚合物分別在瓦楞原紙和高得率漿APMP的表面施膠中的應(yīng)用。再次,研究了淀粉接枝物與其它疏水聚合物進(jìn)行改性和復(fù)配,通過(guò)這種方式進(jìn)一步提高接枝淀粉的施膠性能和強(qiáng)度性能。最后,利用儀器分析對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行了表征,包括紅外光譜、掃描電鏡、差示掃描量熱分析、穩(wěn)定性、粒徑及Zeta電位等表征。
　　 結(jié)果表明,較佳的陽(yáng)離子型淀粉接枝共聚物合成條件是:通過(guò)對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理,氧化劑雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.0％)用量為絕干淀粉的

4、18.0%,以H2O2-FeSO4為引發(fā)體系,引發(fā)劑雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.0%)用量為單體的2.0%,單體與淀粉的質(zhì)量比為2:1,苯乙烯與丙烯酸丁酯質(zhì)量為1.5:1,聚合反應(yīng)溫度為85.0℃,反應(yīng)時(shí)間為3.0h。
　　 與瓦楞原紙空白樣相比,紙張Cobb值由空白樣的59.7g/m2降低至22.3g/m2,環(huán)壓指數(shù)由空白樣的4.5N.m/g提高到了6.6N.m/g。與高得率漿手抄片空白樣相比,紙頁(yè)Cobb值由62.3g/m2下降

5、至27.1g/m2,抗張指數(shù)由12.4N·m/g提高到42.2N·m/g,耐破指數(shù)由0.6kPa·m2/g提高到1.9kPa.m2/g,撕裂指數(shù)由6.1mN·m2/g提高到6.5mN·m2/g。
　　 以聚氨酯預(yù)聚體作為一種抗水性單體合成了聚氨酯陽(yáng)離子接枝淀粉施膠劑,聚氨酯預(yù)聚體的較佳合成條件為:甲苯二異氰酸酯用量為1,4-丁二醇的15.0%,反應(yīng)溫度為80.0℃;施膠劑的較佳合成條件為:聚氨酯預(yù)聚體用量為絕干淀粉的10.0%,