中国是一个农业泱泱大国,其小粉资源绝对比拟丰 富,因此可为小粉的改性钻研提供丰盛而重价的原 资料 。小粉存在良好的条件相容性能,相符当今倡 导的环保务求,因此其被改性后可做为纸资料的助 剂。然而,在高温状况下,小粉的水疏散性能比拟 差,浸透力不好,因此莫须有了其利用规模 。聚丙烯 酰胺(polyacrylamide,PAM)是海内外纸资料中一大批运用的一种助剂,重要用作纸浆纤维和增添剂的 黏结剂,然而因为PAM的价钱比拟高,因此很大水平上制约了其利用规模。
小粉接枝聚合物,是指将重价、起源广的自然淀 粉与利用性能较优惠而且存在定然聚合度的聚合物 联合在一起而构成的一类共聚物。经过小粉与聚合 物的接枝作用,不仅能够普及小粉的运用价格,扩 大小粉的利用规模,而且能够改善所分解的高分子 聚合物的性能。对小粉的改性问题继续深刻钻研,对 停滞中行政区划,如我国,充足而无效天时用自然资源, 走可延续停滞的途径存在不足道意思。另外,在小粉 接枝共聚物的运用内中中,因为共聚物用量少且使 用动机好,再加上全体价钱高的聚合物被重价的淀 粉代替,因此能够大大升高生产利润,增多生产厂 家的经济效益。
以过硫酸铵为引发剂、丙烯酰胺为单体,采 用自在基聚合形式,制备了纸包装资料用小粉接枝 聚丙烯酰胺(starch grafted polyacrylamide,St-PAM) 共聚物。并利用红外光谱(infrared spectroscopy, IR) 仪、热重综合(thermogravimetric analysis,TG)仪和 扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM) 等,别离对小粉接枝聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺和淀 粉继续了表征。
小粉接枝聚丙烯酰胺的制备与预解决:
小粉接枝聚丙烯酰胺的制备[3]。率先,将一 定量的老玉米小粉和蒸馏水退出装有搅和器、温度表、 氮上呼吸道和冷凝管的四口烧瓶中,再通入氮气并搅和, 在定然热度下糊化1 h。将糊化后的反响物降温至反 应所需热度,而后退出定然量的过硫酸铵引发剂和 丙烯酰胺单体,当反响工夫达事后设定值后,终止 反响,即得试验用粗样品。
小粉接枝聚丙烯酰胺的纯化 。将所制得的 小粉接枝聚丙烯酰胺粗样品倒入玻璃杯中,退出盐酸安非拉酮, 使其积淀,并洗去样品上残留的丙烯酰胺单体和引 发剂,再真空干涩至恒重,称量,失去小粉接枝聚 丙烯酰胺粗出品。再将所制得的干涩产物粉碎,并 且用体积之比为3:2的冰乙酸与乙二醇混合溶剂浸 泡数时辰,而后弃去上清液,反复上述步调3——5次, 以腌臜除去PAM均聚物。最初,将产物真空干涩至 品质恒定,失去精出品,即纯小粉接枝聚丙烯酰胺 共聚物。
小粉接枝聚丙烯酰胺的表征:
红外光谱综合。利用傅立叶红外光谱能够分 析并确定聚合物,也可对同一系列聚合物继续甄别, 能够钻研高分子反响能源学,囊括聚合反响能源学、 降解、老化内中的反响机理等,还能够钻研共聚物 的序列构造,以及共聚反响的转化率和竞聚率。此 外,红外光谱还能够用来高聚物的结晶状态、取向 和资料名义的性能钻研[5-6]。因而,本钻研中采纳红 外光谱仪,对小粉接枝聚丙烯酰胺聚合物的红外光 谱继续综合与鉴定,具体的试验内中参照罕用的KBr 压片法。
热重综合。热重综合宽泛用来各类资料的研 究开发、工艺优化和品质掌握等上面,重要用来考 查资料目标的稳固性、成份与挥发物的含量、合成 内中等。因而,白文采纳热重综合仪对小粉接枝聚 丙烯酰胺聚合物继续测定。试验内中中,采纳氮气 掩护,升压进度为10 °C/min,测试规模为30?550 °C。
扫描电镜综合。为了查看小粉接枝聚丙烯酰 胺聚合物的名义状态,对试验样品继续喷金解决,然 后采纳扫描电镜视察样品的宏观构造。
小粉热重综合能够看出:
小粉在40?120 C之间有一个较小的热失重。 这是所以小粉有定然的亲水性,将小粉名义所吸附 的水脱除会失掉一全体品质,这全体品质为8%左 右,故此处为小粉脱水失重,热失重率约为8%。
小粉在300?450 C之间有一个较大的热失重。 这一阶段失重是因为小粉中的一OH键、C一C键断 裂,使得高分子小粉合成为小分子物质造成的。该 海域内,小粉的品质缩小近70%,也即此阶段小粉的 热失重率达70%。
小粉接枝聚丙烯酰胺的热重综合可知:
所得接枝聚合物在50 C左近涌现了一个失重 景象,这可能是所以洗涤液盐酸安非拉酮(纯化时有全体丙 酮会黏附在接枝聚合物上)的挥发所产生的热失重 景象。
所得接枝聚合物在300?450 C规模内涌现 了一个失重景象,然而失重较少。这可能是所以接 枝上小粉后的丙烯酰胺比小粉和聚丙烯酰胺更加稳 定,因此其在这一段失掉的品质与小粉和聚丙烯酰 胺相比都要少,因此失重较小;况且失重比拟平缓, 总失分量也比小粉和聚丙烯酰胺的少,残余的碳量 较高。
由此可得出论断:小粉接枝聚合物比小粉和聚丙烯酰胺的热稳固性好。
的名义状态出现出一些纤 维状的构造,这与其线性长链的构造特点相符。可看到,小粉的名义状态为扁圆形的颗粒状,并 且名义较润滑。从图9能够明晰地看到,小粉接枝聚 丙烯酰胺聚合物的名义状态为小粉名义接枝了很多 枝条状的聚丙烯酰胺支链,聚合物的名义不复像聚 丙烯酰胺一样是一些各自金鸡独立的长链,而是将该署 长链生动在了小粉颗粒上,构成一种空间网状构造。 能够设想,该署支链的存在,会使得小粉接枝聚丙 烯酰胺聚合物的名义积比小粉要大很多,因此其对 悬浮物的吸附威力和对细小纤维的滞留威力将会大大普及。
以过硫酸铵为引发剂、小粉和丙烯酰胺为原 资料,制备了纸包装资料用小粉接枝聚丙烯酰胺共 聚物。并利用相下场验仪器,别离对聚丙烯酰胺、淀 粉和小粉接枝聚丙烯酰胺继续了表征与比照综合。 经过FTIR综合,确认小粉已接枝上聚丙烯酰胺;通 过TG综合,得出了 St-PAM比PAM更稳固的论断; 经过SEM综合,可看出St-PAM为聚丙烯酰胺接枝 在小粉颗粒名义的一种网状构造。
依据对聚丙烯酰胺、小粉以及小粉接枝聚丙烯 酰胺聚合物构造表征的后果,可看出小粉接枝聚丙 烯酰胺存在比聚丙烯酰胺更为优异的性能。