收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

反相乳液法聚合制备淀粉接枝丙烯酰胺共聚物

朱升干  
【摘要】:本文采用反相乳液聚合工艺分别对淀粉、活化淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚进行了研究,探讨了活化淀粉与丙烯酰胺的接枝动力学过程,并将接枝共聚物应用于模拟高岭土废水的处理,主要实验内容与结论如下: 1)实验采用Span80+Tween60+Op-10作为复合乳化剂,复合乳化剂的HLB值在4.3-6.2之间,复合乳化剂用量在4%-8%之间,油水体积比在1-1.6之间,可形成较为稳定的反相乳液体系。 2)实验以玉米淀粉为原料,在反相乳液体系中与丙烯酰胺进行接枝共聚反应,通过单因素实验,考察了反应时间、反应温度、引发剂用量、油水体积比、单体淀粉质量比等因素对接枝反应的单体转化率、接枝率与接枝效率的影响,获得了初步优化的工艺参数,并采用响应面设计方法,获得了最佳工艺条件,利用FTIR、SEM与XRD对淀粉接枝物的性能进行检测。结果表明:在引发剂浓度为3.451mmol/L、反应温度为50℃、单体淀粉质量比为1.54:1的条件下,单体转化率与接枝率分别为93.06%、54.42%,淀粉接枝共聚物的平均分子量为107万。丙烯酰胺单体分子已成功与淀粉发生了接枝共聚反应,丙烯酰胺接枝到淀粉分子表面,降低了玉米淀粉的结晶程度。 3)采用机械球磨法制备了活化玉米淀粉,对活化玉米淀粉的性质进行了研究。使用过硫酸铵-亚硫酸氢钠作为氧化还原引发体系,在反相乳液中引发活化淀粉制备了活化淀粉接枝丙烯酰胺共聚物,采用FTIR、SEM对淀粉接枝物性能进行检测。实验通过单因素实验,考察了球磨时间、引发剂浓度、反应温度、反应时间、油水体积比、单体淀粉质量比等因素对接枝效果的影响,获得了初步优化的工艺参数。采用响应面设计方法获得了最佳工艺条件:球磨时间1.57h,[(NH4)2S2O4]=2.39mmol.L"1, [NaHSO3]=1.695mmol.L"1,单体淀粉质量比为2.14:1,反应温度为51.20℃,在此条件下,单体转化率、接枝率与接枝效率分别为97.01%±0.96%,65.92%±1.06%与85.2%±0.22%,淀粉接枝共聚物的平均分子量为194.9万。淀粉经球磨活化处理后,淀粉颗粒的内部和表面破损,玉米淀粉结晶度下降,结晶区逐渐转化为无定型区,淀粉的反应活性提高,接枝共聚反应同时发生在淀粉颗粒的表面与内部。 4)以过硫酸铵-亚硫酸氢钠作为氧化还原引发体系,研究了活化淀粉与丙烯酰胺的接枝动力学过程,分别考察了反应温度、引发剂浓度、淀粉浓度、单体浓度、乳化剂用量对接枝速率的影响,并从热力学与动力学角度对接枝反应机理进行了探讨。获得了接枝动力学方程:Rp∝[(NH4)2S2O4)] 0.571 [NaHSO3] 0.571 [St]0.592 [M]1.18[Span80]0.592 [Tween60]0.523 [Op10]0.523该动力学方程与理论推导的动力学方程基本相符。 5)编写二维扩散限制凝聚DLA模型与具有一定凝聚概率的集团扩散限制凝聚DLCA模型的matlab程序,以模拟絮体的形成与生长过程。DLA模拟结果表明:回旋半径法计算模拟絮体获得的分形维数在1.30-1.77之间。随着模拟粒子的增加,分形维数呈现上下随机波动,整体上表现为下降的趋势。DLCA模拟结果表明:盒子法计算模拟的较大絮体平均分形维数在1.341-1.551之间。随着循环步数的增加,单个粒子的数目不断减少,簇团数目呈现先增加后减少的趋势。由于已凝聚的簇团与其他粒子或簇团之间存在屏蔽效应,致使絮体呈现内部致密、外部疏松结构。 6)采用制备的活化淀粉接枝丙烯酰胺共聚物与聚合氯化铝互配,处理模拟高岭土废水,考察聚合氯化铝用量、St-g-PAM用量、混凝温度与pH值对浊度去除率、絮体分形维数、絮体粒径大小的的影响,结合显微拍摄与图片处理技术,采用响应面分析法,获得了最佳工艺参数。结果表明:真实絮体的结构体现出自相似性与随机性,具有分形特征。絮凝过程的随机性使絮体分形维数与絮体粒径不呈现正相关性。实验确定最佳的絮凝条件为:混凝温度为25℃、pH值为6.5、PAC用量为21.5mg/L与St-g-PAM用量5mg/L,在此条件下,浊度去除率、絮体粒径、絮体分形维数分别为98.05%、0.109mm与1.624。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 康巍;王光华;李文兵;李蕾;王晶琼;黄婷婷;;酸变性水包水型淀粉接枝聚丙烯酰胺的合成[J];洁净煤技术;2010年02期
2 田晓玲;;乳液聚合法制备淀粉与苯乙烯接枝共聚物研究[J];农业机械;2011年14期
3 孙伟民;张广成;李和霖;柴莉娜;李东东;;淀粉接枝DAC的合成及其絮凝性能研究[J];材料导报;2011年10期
4 王西锋;张光华;牛恒;;腈基淀粉接枝含氟单体共聚物乳液表面施胶剂的制备及应用[J];纸和造纸;2011年07期
5 周向阳;贾德民;谢东;严志云;;淀粉/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成及结构表征[J];仲恺农业工程学院学报;2011年02期
6 顾千辉;黄赣辉;顾振宇;;芭蕉芋淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的研究[J];食品科技;2011年08期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡晶;尚小琴;刘汝峰;吕梓民;谢国仁;李云;李淑妍;;淀粉接枝聚乙烯胺捕集剂的合成与吸附性能[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
2 郑光洪;冯西宁;伏宏彬;张绪贵;;纳米二氧化钛在功能纺织品中的应用研究[A];2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C];2004年
3 郑光洪;冯西宁;伏宏彬;张绪贵;;光触媒纳米二氧化钛应用研究[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
4 郑光洪;赵习;堀照夫;;纳米二氧化钛在光自洁纺织品中的应用研究[A];第十届陈维稷优秀论文奖论文汇编[C];2007年
5 张丹;梁福鑫;宋溪明;高歌;刘凤岐;;反相乳液中Ag/TiO_2纳米杂化粒子的制备及其SERS效应[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
6 周菊兴;朱军民;;不饱和聚酯的亲水亲油性及水作为填料的稳定性[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年
7 李朝艳;于跃芹;王玉鹏;许军;武玉民;;二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物反相乳液的合成及表征[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
8 昝青峰;董利民;王晨;成鹏;王怀玉;;微球状骨修复材料研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
9 马永生;邱化玉;;壳聚糖-g-AM反相胶乳合成的初步研究[A];中国造纸学会第十二届学术年会论文集(下)[C];2005年
10 严向阳;崔亚丽;房喻;;磁性靶向药物载体的合成与表征[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹亚峰;反相乳液中淀粉接枝共聚物的合成及其絮凝性能的研究[D];大连理工大学;2003年
2 李和平;自交联型淀粉接枝共聚物的合成与动力学研究[D];大连理工大学;2003年
3 欧阳鎏;反相乳液体系中的RAFT活性自由基聚合[D];华南理工大学;2011年
4 裴广玲;金属离子印迹聚合物微球的研究[D];天津大学;2003年
5 张丹;反相乳液技术制备纳米杂化粒子及其形态调控[D];吉林大学;2006年
6 杨松;磁性中空/多孔纳米复合微球的制备、功能化及机理研究[D];中国科学技术大学;2009年
7 龙剑英;淀粉接枝共聚物的合成及性能研究[D];中国林业科学研究院;2003年
8 何晓东;中空微球的合成及界面自组装研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 刘维均;界面引发乳液聚合制备核壳粒子[D];中国科学技术大学;2007年
10 赵瑞华;城市雨水蓄积净化材料[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱升干;反相乳液法聚合制备淀粉接枝丙烯酰胺共聚物[D];南昌大学;2011年
2 冯维红;两性聚丙烯酰胺反相乳液的制备及其性能研究[D];山东大学;2012年
3 张贤贤;瓜尔胶的反相乳液法改性及其在造纸纸法烟草薄片中的应用[D];华南理工大学;2012年
4 梁卫东;淀粉-偶氮染料接枝共聚物的反相乳液合成及应用研究[D];西北师范大学;2001年
5 秦川丽;淀粉接枝三元共聚吸水缓释胶囊的研究[D];黑龙江大学;2001年
6 林胜任;基于植物胶粉的反相乳液接枝共聚的研究及应用[D];华南理工大学;2010年
7 胡湘渝;淀粉接枝高吸水性树脂的合成及应用研究[D];四川大学;2003年
8 张茂伟;淀粉接枝阳离子聚丙烯酰胺水分散体系的研究[D];青岛科技大学;2011年
9 贺倩;淀粉基UV固化速降解型高吸水材料的制备及性能[D];湖南大学;2011年
10 程鹏;反乳液沉淀反应中晶体生长的可视化研究[D];北京化工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 钦广;保水剂在果树上的应用[N];山东科技报;2002年
2 蔡永源;高吸水聚合物应用前景广阔[N];中国化工报;2001年
3 中国农科院国家土壤调理剂中心 蔡典雄 赵兴宝;保水剂——植物保护伞[N];农民日报;2002年
4 黄占斌;用保水剂抗旱节水[N];中国花卉报;2004年
5 本报记者 何小唐;科学使用方有效 正视问题促发展(上)[N];中国花卉报;2003年
6 王大全;专家为淀粉衍生物开发出谋献策[N];中国化工报;2000年
7 华欣;淀粉基生物降解材料问世[N];中国化工报;2003年
8 ;淀粉基生物降解材料问世[N];今日信息报;2003年
9 ;淀粉衍生物极具开发前景[N];山东科技报;2000年
10 王志明;高吸水性树脂让沙漠变绿洲[N];西安日报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978