淀粉—丙烯酸盐—普鲁兰多糖Semi-IPN的合成及特性
发布时间：2021-01-01 23:00
本论文采用两步水溶液微波法聚合IPN技术制备了新型淀粉-丙烯酸盐-普鲁兰多糖半互穿网络聚合材料（St-AA-PULL）,研究了原料配比、微波辐射强度等对产品吸水性、吸盐水性的影响,优化合成条件。最佳合成条件为:普鲁兰多糖添加量为淀粉质量的20%,丙烯酸与淀粉质量比为5:1,丙烯酸中和度为80%,引发剂用量为丙烯酸质量分数的0.2%,交联剂用量为丙烯酸质量分数的0.15%,微波功率420 W,辐射反应时间3.5 min,合成的最佳产物在去离子水中的平衡溶胀率为1333 g/g,在生理盐水中的平衡溶胀率为126 g/g。在上述筛选的优化条件下合成St-AA-PULL,并在相同条件下,以不添加普鲁兰多糖合成淀粉接枝丙烯酸水凝胶（St-AA）作为对照,对二者进行结构表征分析,并测试其水合特性。由扫描电镜结果可知,St-AA-PULL表面存在大量褶皱、沟壑,并存在大量孔状结构,与St-AA光滑平整的表面截然不同。红外光谱图显示St-AA-PULL中的O—H振动峰峰宽较St-AA的宽;St-AA-PULL与PULL在1025 cm-1附近均出现了C—O—C反对称伸缩峰,St-...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
St-AA-PULL的合成机理图
图 2-2 PULL 质量分数对 St-AA-PULL 溶胀性能的影响Fig. 2-2 Effect of PULL mass fraction on St-AA-PULL swelling performance2.3.2AA 质量分数对溶胀性能的影响图 2-3 为 PULL 质量分数为 20%，AA 中和度为 75%，引发剂用量 0.15%，交用量 0.1%，微波功率 560 W 反应 3 min 的条件下，不同丙烯酸（AA）的质量分St-AA-PULL 溶胀性能的影响。由图可知，当 AA 质量分数由 2 倍提升到 3 倍时，的吸水率与吸盐率陡然增加；当 AA 质量分数在 300~500%之间时，产品的吸液率质量的增加而增加；当 AA 质量分数大于 500%时，随着 AA 添加量的增加，产品液率趋于降低。在淀粉-丙烯酸盐-普鲁兰多糖 Semi-IPN 的合成中，淀粉作为基本在引发剂的作用下产生活性位点，与丙烯酸盐接枝共聚形成交联的第一网络。起质量分数较低时，网络的接枝率较低，聚合物网络结构比较松散，产品的溶胀性能故随着 AA 添加量的增加，聚合物网络接枝率增加，网络结构趋于稳定，能锁住大液，同时丙烯酸的加入引入了大量的亲水基团，使溶胀率大大提升。然而，当 AA
图 2-3AA 质量分数对 St-AA-PULL 溶胀性能的影响Fig. 2-3 Effect ofAAmass fraction on St-AA-PULL swelling performance2.3.3AA 中和度对溶胀性能的影响图 2-4 为 m（starch）：m（AA）=1:5，PULL 质量分数为 20%，引发剂用量交联剂用量 0.1%，微波功率 560 W 反应 3 min 的条件下，不同的 AA 中St-AA-PULL 溶胀性能的影响。由图 2-4 可知，St-AA-PULL 的吸液率随着丙烯酸的增加先缓慢增加后快速下降。由于丙烯酸的反应活性比丙烯酸钠高，中和度低反应速率很快，导致聚合物网络交联密度过高，三维网络的吸液能力下降。所以和度的增加丙烯酸钠含量提高，反应速率得到控制有利于提高交联网络的吸液性外，根据 Flory[80]提出的溶胀理论可知，固定在树脂上的电荷浓度、树脂对水的均与其溶胀率成正比，提高 AA 中和度会使固定在 St-AA-PULL 上的电荷量增加烯酸钠中的基团比丙烯酸中的基团亲水性更强[81]，从而使吸液率增大。但当中和+
【参考文献】：
期刊论文
[1]St-AA-AMPS/PVA半互穿网络树脂的合成及性能[J]. 王海坤,邱祖民,熊凌亨,杨统林,宁峰,亢敏霞. 现代化工. 2018(08)
[2]海藻酸钙/聚（N-异丙基丙烯酰胺）互穿网络水凝胶的药物释放及抗菌性能[J]. 李冰,徐艺洲,魏巍,王际平. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]半互穿海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶吸附结晶紫动力学/热力学行为和吸/脱附机理[J]. 李志刚,张艺璇,张青松,马友伟,胡涛,白海会,刘鹏飞,王珂,张小勇. 高等学校化学学报. 2017(11)
[4]磁性高分子复合水凝胶的制备及其对水中铜离子的吸附性能[J]. 孔岩,韩志勇,庄媛,郝昊天,韩昆,石宝友,于建伟. 环境科学学报. 2018(03)
[5]PAAm/HACC半互穿网络水凝胶的制备及其对水中腐殖酸的吸附性能[J]. 刘泽珺,周少奇,马福臻. 环境科学. 2018(03)
[6]P（AA-co-AM）高吸水性树脂对甲基橙和甲基紫混合染料的吸附性能研究[J]. 管承东,刘瑜,朱林晖,杨静. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展[J]. 蒋建新,刘彦涛,周自圆,段久芳,孙达峰. 林产化学与工业. 2017(02)
[8]水浮莲干粉对离子型染料的吸附机理研究[J]. 邱罡,梁贺升,陈少瑾. 化工新型材料. 2016(11)
[9]微波合成淀粉基水凝胶的Pb2+吸附性能[J]. 刘子杰,梁兴唐,钟书明,张瑞瑞,焦淑菲,尹艳镇. 精细化工. 2016(10)
[10]P（AA-AMPS）/PVA复合吸水树脂的制备[J]. 谢杰,余巧玲,张艳霞,梁婉兴,徐晓燕. 橡塑技术与装备. 2016(16)
硕士论文
[1]多重响应性半纤维素基水凝胶的制备与研究[D]. 葛明超.华南理工大学 2016
[2]半互穿网络结构淀粉/PVP/AA高吸水性树脂的合成与应用研究[D]. 刘冬.燕山大学 2016
[3]P（AA-AM）/层状矿物复合髙吸水树脂的合成及其表面交联改性[D]. 张明.华东理工大学 2015
[4]双酶交联明胶/壳聚糖互穿网络生物水凝胶的制备与表征[D]. 张叶敏.东南大学 2015
[5]PAA-AM及St.-AA-AM高吸水树脂的制备及性能研究[D]. 李海宁.南昌大学 2014
[6]pH/温度响应聚N-丙烯酰基甘氨酸酯-海藻酸钠水凝胶的药物控制释放[D]. 苟宇博.河北大学 2011
[7]SA/P（AA/AM）互穿聚合物网络高吸水性树脂合成及其性能研究[D]. 唐根.安徽大学 2011
[8]PBA/淀粉基互穿聚合物网络材料的合成及表征[D]. 尹琴.华中农业大学 2008
[9]淀粉接枝丙烯酸/电气石高吸水性树脂制备及性能研究[D]. 刘艳.哈尔滨工业大学 2008
[10]IPN型复合吸水树脂材料的合成及性能的研究[D]. 彭巍.兰州大学 2007
本文编号：2952147
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
St-AA-PULL的合成机理图
图 2-2 PULL 质量分数对 St-AA-PULL 溶胀性能的影响Fig. 2-2 Effect of PULL mass fraction on St-AA-PULL swelling performance2.3.2AA 质量分数对溶胀性能的影响图 2-3 为 PULL 质量分数为 20%，AA 中和度为 75%，引发剂用量 0.15%，交用量 0.1%，微波功率 560 W 反应 3 min 的条件下，不同丙烯酸（AA）的质量分St-AA-PULL 溶胀性能的影响。由图可知，当 AA 质量分数由 2 倍提升到 3 倍时，的吸水率与吸盐率陡然增加；当 AA 质量分数在 300~500%之间时，产品的吸液率质量的增加而增加；当 AA 质量分数大于 500%时，随着 AA 添加量的增加，产品液率趋于降低。在淀粉-丙烯酸盐-普鲁兰多糖 Semi-IPN 的合成中，淀粉作为基本在引发剂的作用下产生活性位点，与丙烯酸盐接枝共聚形成交联的第一网络。起质量分数较低时，网络的接枝率较低，聚合物网络结构比较松散，产品的溶胀性能故随着 AA 添加量的增加，聚合物网络接枝率增加，网络结构趋于稳定，能锁住大液，同时丙烯酸的加入引入了大量的亲水基团，使溶胀率大大提升。然而，当 AA
图 2-3AA 质量分数对 St-AA-PULL 溶胀性能的影响Fig. 2-3 Effect ofAAmass fraction on St-AA-PULL swelling performance2.3.3AA 中和度对溶胀性能的影响图 2-4 为 m（starch）：m（AA）=1:5，PULL 质量分数为 20%，引发剂用量交联剂用量 0.1%，微波功率 560 W 反应 3 min 的条件下，不同的 AA 中St-AA-PULL 溶胀性能的影响。由图 2-4 可知，St-AA-PULL 的吸液率随着丙烯酸的增加先缓慢增加后快速下降。由于丙烯酸的反应活性比丙烯酸钠高，中和度低反应速率很快，导致聚合物网络交联密度过高，三维网络的吸液能力下降。所以和度的增加丙烯酸钠含量提高，反应速率得到控制有利于提高交联网络的吸液性外，根据 Flory[80]提出的溶胀理论可知，固定在树脂上的电荷浓度、树脂对水的均与其溶胀率成正比，提高 AA 中和度会使固定在 St-AA-PULL 上的电荷量增加烯酸钠中的基团比丙烯酸中的基团亲水性更强[81]，从而使吸液率增大。但当中和+
【参考文献】：
期刊论文
[1]St-AA-AMPS/PVA半互穿网络树脂的合成及性能[J]. 王海坤,邱祖民,熊凌亨,杨统林,宁峰,亢敏霞. 现代化工. 2018(08)
[2]海藻酸钙/聚（N-异丙基丙烯酰胺）互穿网络水凝胶的药物释放及抗菌性能[J]. 李冰,徐艺洲,魏巍,王际平. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]半互穿海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶吸附结晶紫动力学/热力学行为和吸/脱附机理[J]. 李志刚,张艺璇,张青松,马友伟,胡涛,白海会,刘鹏飞,王珂,张小勇. 高等学校化学学报. 2017(11)
[4]磁性高分子复合水凝胶的制备及其对水中铜离子的吸附性能[J]. 孔岩,韩志勇,庄媛,郝昊天,韩昆,石宝友,于建伟. 环境科学学报. 2018(03)
[5]PAAm/HACC半互穿网络水凝胶的制备及其对水中腐殖酸的吸附性能[J]. 刘泽珺,周少奇,马福臻. 环境科学. 2018(03)
[6]P（AA-co-AM）高吸水性树脂对甲基橙和甲基紫混合染料的吸附性能研究[J]. 管承东,刘瑜,朱林晖,杨静. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展[J]. 蒋建新,刘彦涛,周自圆,段久芳,孙达峰. 林产化学与工业. 2017(02)
[8]水浮莲干粉对离子型染料的吸附机理研究[J]. 邱罡,梁贺升,陈少瑾. 化工新型材料. 2016(11)
[9]微波合成淀粉基水凝胶的Pb2+吸附性能[J]. 刘子杰,梁兴唐,钟书明,张瑞瑞,焦淑菲,尹艳镇. 精细化工. 2016(10)
[10]P（AA-AMPS）/PVA复合吸水树脂的制备[J]. 谢杰,余巧玲,张艳霞,梁婉兴,徐晓燕. 橡塑技术与装备. 2016(16)
硕士论文
[1]多重响应性半纤维素基水凝胶的制备与研究[D]. 葛明超.华南理工大学 2016
[2]半互穿网络结构淀粉/PVP/AA高吸水性树脂的合成与应用研究[D]. 刘冬.燕山大学 2016
[3]P（AA-AM）/层状矿物复合髙吸水树脂的合成及其表面交联改性[D]. 张明.华东理工大学 2015
[4]双酶交联明胶/壳聚糖互穿网络生物水凝胶的制备与表征[D]. 张叶敏.东南大学 2015
[5]PAA-AM及St.-AA-AM高吸水树脂的制备及性能研究[D]. 李海宁.南昌大学 2014
[6]pH/温度响应聚N-丙烯酰基甘氨酸酯-海藻酸钠水凝胶的药物控制释放[D]. 苟宇博.河北大学 2011
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[8]PBA/淀粉基互穿聚合物网络材料的合成及表征[D]. 尹琴.华中农业大学 2008
[9]淀粉接枝丙烯酸/电气石高吸水性树脂制备及性能研究[D]. 刘艳.哈尔滨工业大学 2008
[10]IPN型复合吸水树脂材料的合成及性能的研究[D]. 彭巍.兰州大学 2007
本文编号：2952147
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