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《郑州大学》 2004年
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γ-辐射与化学引发淀粉-MMA的固相接枝

郑丙利  
【摘要】:本工作以玉米原淀粉为基料,以MMA为接枝单体,分别用γ-辐照引发和硝酸铈铵(CAN)及过硫酸钾(KPS)为引发剂,首次采用固相半干法新工艺合成了玉米淀粉—MMA的接枝共聚物。考察了反应介质(水、乙二醇、丙三醇)、反应气氛、辐照剂量、引发剂、反应时间、反应温度和单体/淀粉比例等因素对淀粉接枝MMA的接枝率G、接枝效率GE和单体转化率C等接枝参数的影响;利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜(PLM)和热分析(DSC、TG)等现代分析技术对所合成的淀粉—MMA接枝物的结构进行了研究。并对该接枝物的热塑化特性、力学性能和耐水性进行了初步研究。结果表明: 与传统的湿法工艺相比,固相半干法合成淀粉接枝共聚物具有:淀粉无需预糊化,引发剂用量相对较少,接枝率、接枝效率和单体转化率高,反应体系含水量较少和产品后处理工艺简单等特点。 在室温下的γ-射线共辐射淀粉—MMA接枝过程中,当辐射剂量在4~5kGy、水(或乙二醇)/淀粉配比在0.3~0.5左右时,接枝反应的接枝率G、接枝效率GE和单体转化率C均较高;真空条件有利于提高辐照淀粉-MMA接枝的G、GE和C,且单体中阻聚剂的去除与否对辐照淀粉-MMA接枝反应影响甚微。 采用半干法工艺,以CAN及KPS为引发剂进行淀粉—MMA接枝共聚时,淀粉无需糊化,反应过程中也无需通氮除氧。CAN为引发剂时,适宜的反应温度为40~50℃,适宜的反应时间为30min左右;KPS为引发剂时,适宜的反应温度为60~65℃,适宜的反应时间是40~50min;与湿法工艺相比,半干法工艺具有高效、节能和环保等优势。 适量的水或/和乙二醇对淀粉-MMA的γ-射线共辐照和CAN或KPS为引发剂的接枝共聚反应具有促进作用,而丙三醇对该接枝反应的促进作用甚微。 接枝共聚物的水解实验和红外光谱分析,证明了接枝支链PMMA与淀粉分子链之间是通过化学键连接的。淀粉接枝共聚物的XRD、PLM、DSC和TG的 分析以及转矩流变实验,证明了淀粉的接枝共聚可以破坏淀粉的结晶结构,改善 了淀粉的热塑化性能和热稳定性能。改性淀粉耐水性的实验表明,淀粉的接枝 改性可以显著的提高淀粉材料的耐水性。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O631

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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