淀粉接枝丙烯酸水凝胶材料的应用研究进展

淀粉接枝丙烯酸水凝胶作为一种高吸水性树脂材料,近年来得到了较为广泛的研究与应用,本文主要针对该材料在医疗卫生、农业建筑、食品包装及日用化工方面的应用,进行系统综述。

木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的结构与性能

为消除传统人造板的甲醛释放对人体健康和环境造成的危害,将木薯淀粉(CS)降解后与丙烯酰胺(AM)接枝共聚,制备木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物(CS-AAGC)胶黏剂,并对其外观、黏度、固含量等基本性能进行测定。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振碳谱(13C NMR)及X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行分析,采用差式扫描量热分析(DSC)及扫描电镜(SEM)分析其固化性能,探究木薯淀粉与丙烯酰胺(AM)的物质的量比对木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物胶黏剂胶合强度的影响。结果表明:合成的木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物胶黏剂外观为乳白色均一液体,随着丙烯酰胺添加量的增加,共聚物的黏度也随之增加;丙烯酰胺上的双键与淀粉中的羟基发生了反应;当n(淀粉基本单元)∶n(AM)=1∶5时,相应的木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的胶合性能相对最好,以其制备的胶合板干状剪切强度为1.46 MPa、(23±2)℃冷水浸泡24 h后的剪切强度为0.87 MPa、(63±1)℃热水浸泡3 h后的剪切强度为0.84 MPa,符合GB/T 9846—2015《普通胶合板》对Ⅱ类胶合板的要求。

DAAM/ADH 接枝交联复合改性淀粉木材胶黏剂的制备及表征

以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,将双丙酮丙烯酰胺(DAAM)接枝到玉米淀粉上,通过DAAM的酮羰基(C=O)与己二酸二酰肼(ADH)间的酮肼交联反应,制备了DAAM/ADH接枝交联复合改性淀粉胶黏剂。通过胶黏剂的接枝率、接枝单体分布以及刨花板性能确定了最佳DAAM添加量,利用FT-IR、TGA和SEM表征了接枝和交联改性对胶黏剂性能与结构的影响。结果表明,当DAAM添加量为45 g时效果最佳,接枝率为16.75%,DAAM在淀粉上的分布最均匀,制备的刨花板断裂模量为10.56 MPa,弹性模量为1741.33 MPa,吸水厚度膨胀率为8.5%,接枝和交联反应成功进行,并且提高了胶黏剂的储藏稳定性、抵抗破坏的能力和热稳定性。

黄原胶接枝聚丙烯酸水凝胶的合成及对亚甲基蓝阳离子染料的吸附性能

以黄原胶和丙烯酸为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,在水溶液中合成黄原胶接枝聚丙烯酸(XG-g-PAA)水凝胶,考察了pH值、吸附时间、阳离子染料亚甲基蓝(MB)的初始浓度等对水凝胶吸附性能的影响,研究了水凝胶对MB的等温吸附行为。结果表明,当pH值大于5.0时,XG-g-PAA水凝胶对MB有较大的吸附量;水凝胶吸附平衡时间为5 h;室温下随着MB初始浓度的增大,水凝胶对MB的吸附量较大;水凝胶对MB的吸附行为符合Freundlich吸附等温模型,其相关系数为0.985 54,吸附过程以化学吸附为主。

淀粉接枝苯乙烯-丙烯酸酯表面施胶剂的制备及应用

通过自由基聚合反应,在淀粉分子链上接枝苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和N-羟甲基丙烯酰胺(HMAM)单体,合成了一种淀粉接枝表面施胶剂。探讨了过硫酸铵、引发剂和单体用量对施胶效果的影响。结果表明,其最佳合成工艺条件是:过硫酸铵用量为5%,m(FeSO4)/m(H2O2)为0.03,m(单体)/m(淀粉)为2,m(St)/m(BA)为3,HMAM用量为3%。当施胶浓度为0.09%,硫酸铝用量为0.3%时,施胶度可达60s。

黄原胶接枝聚丙烯酸水凝胶的合成及吸附性能——对亚甲基蓝染料的吸附行为

以黄原胶和丙烯酸为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂在水溶液中制得黄原胶接枝聚丙烯酸水凝胶,研究了其对阳离子染料MB(亚甲基蓝)的吸附行为,及对MB的吸附热力学。结果表明,XG-g-PAA水凝胶对MB的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,其相关系数为0.99491。

淀粉-丙烯酸接枝共聚物凝胶的溶胀与相变

用自由基聚合法合成了６种不同中和度（α）的淀粉－丙烯酸接枝共聚物凝胶试样，测量了在２５℃纯水中的平衡溶胀率（１／Φ），发现：α＜４０％之前，随α增加，１／Φ迅速增大；α＞４０％以后，１／Φ却随α增加而稍微下降．符合Ｋｏｎａｋ－Ｂａｎｓｉｌ方程，α＞２０％的试样，随（水／丙酮）混合溶剂中丙酮含量（Ｖａ％）变化，均发生体积相转变，α越高的试样，相变相应的Ｖａ越低，与Ｈｉｒｏｋａｗａ等的丙烯酰胺－丙烯酸钠共聚物凝胶的实验结果正相反，对于这种实验结果不同的原因进行了讨论。

离子响应淀粉接枝共聚聚丙烯酸钠智能性凝胶的合成及性能

用辐射法制得的高吸水性淀粉接枝聚丙烯酸钠水凝胶，在一定离子强度的溶液中表现出的体积收缩现象，是一种新型的人工智能材料．在不同的离子强度、离子价态和凝胶体积状态下，这一材料所表现出来的不同体积收缩规律符合Ｄｏｎｎａｎ规律．收缩后的凝胶在一定条件下可以快速溶胀，表现出一定的伸缩可逆性．通过设计的简单传动装置，可大致得出水凝胶在伸缩过程中做功的大小．

纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸pH响应水凝胶的制备及性能

以硝酸铈铵为引发剂,将具有pH响应的聚丙烯酸(PAA)接枝到电纺纤维素(Cell)纳米纤维膜上,制备了pH响应纤维素接枝聚丙烯酸(Cell-g-PAA)纳米纤维水凝胶。研究了接枝单体丙烯酸(N)与纤维素(c)质量比对Cell-g-PAA形貌、接枝率和溶胀性的影响。结果表明:m(N)∶m(c)值从5增加到10,接枝率从11%急剧增加到28%,然后趋于平稳;而m(N)∶m(c)值从5增加到15,溶胀率从(15.2±1.6)g/g增加到(46.1±4.9)g/g,然后下降。同时,研究了pH值和离子强度对水凝胶溶胀率的影响,pH值从2.2增加到7.8时,水凝胶的溶胀率从(31.3±2.5)g/g增加到(42.7±3.2)g/g,pH值进一步增大,溶胀率降低;溶液中离子强度从0mol/L增加到0.15mol/L,水凝胶溶胀率从(36.2±2.6)g/g降低到(21.4±1.4)g/g。本研究为制备快速响应pH水凝胶提供了一种新方法。

淀粉-丙烯酸接枝共聚物的合成及产物结构表征

以木薯淀粉为主要原料,采用反相乳液聚合方法合成淀粉-丙烯酸接枝共聚物,通过正交设计对主要影响因素及反应条件进行研究,并用红外光谱、X射线衍射、热重分析等方法表征产物结构。实验结果显示,最佳合成工艺条件为丙烯酸:淀粉=3.5,丙烯酸中和度=83.3%,过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺分别为淀粉用量的3.0%和0.3%,反应温度70℃,反应时间3 h,产物吸水率>800g/g。聚合过程中淀粉与丙烯酸发生了接枝共聚反应,并且接枝反应破坏了淀粉颗粒结晶结构,接枝产物趋于无定型结构。

改性淀粉与丙烯酸接枝共聚物的合成及应用性能

研究经过热处理的改性淀粉与丙烯酸的接枝共聚反应。接枝共聚产物在 790cm-1、85 0cm-1(物理改性淀粉的特征吸收峰 )和 172 0cm-1(聚丙烯酸的特征吸收峰 )处的红外光谱验证了接枝共聚反应的发生。探讨了引发剂过硫酸铵浓度、丙烯酸浓度、反应温度和反应时间等因素对接枝率和接枝效率的影响。当 ρ(淀粉 ) =70 g/L、t =6 0℃、反应时间为 3h、c〔(NH4) 2 S2 O8〕 =3 0× 10 -3 mol/L、c(丙烯酸 ) =0 4 2mol/L时 ,合成胶粘剂的初粘力为 10 0 % ,吸水率为 15 0 14 % ,吸油率为 2 0 6 % ,其压制的纸板冲击强度为 3 2 5kN/m ,拉伸强度为 3 75MPa ,与纯淀粉粘接剂相比较 ,所压制纸板的应用性能得到较大的改善。

微波法合成淀粉接枝丙烯酸盐类高吸水性树脂的研究

以N,N′ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂、在微波辐照下对淀粉接枝丙烯酸盐共聚进行了系统的研究,确定了最佳的反应条件,合成了粉末状的高吸水性树脂。并用FTIR和固体NMR等方法探讨了淀粉 丙烯酸盐接枝共聚物的结构特征。实验结果表明,利用微波技术合成淀粉 丙烯酸盐接枝共聚物可实现一次合成、干燥,简化合成工艺。淀粉与丙烯酸盐质量比为40/100左右时产物的接枝率最大,且吸水速率明显高于化学法合成的高吸水树脂。

淀粉接枝聚丙烯酸钠高吸水树脂的电子束法制备及结构表征

本文将电子束辐照技术和功能材料制备技术相结合,采用10 Me V电子束辐照法引发糊化的木薯淀粉与部分中和的丙烯酸单体进行接枝共聚反应,并采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备出一种淀粉接枝聚丙烯酸钠系高吸水树脂,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)技术对木薯淀粉和共聚产物的官能团结构和表面形态进行验证。采用正交试验设计方法分析单体/淀粉比、辐照剂量、交联剂/单体比以及单体中和度对该反应接枝参数以及吸水性能的影响,4种因素的变化均可引起共聚产物的吸水能力变化,影响显著性次序为:单体中和度>单体/淀粉比>交联剂/单体比>辐照剂量。获得最佳吸水性能的反应条件为:AA/St=3.5 g·g-1,MBA/AA=5 mmol·mol-1,辐照剂量D=6k Gy,中和度为70%,上述条件下获得共聚产物的吸水倍数为435 g·g-1。本文为采用电子束法制备高吸水材料提供了科学依据与技术支持。

高保水性淀粉接枝聚丙烯酸钠高吸水性树脂合成研究

以过硫酸铵为引发剂 ,N ,N’ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂 ,聚合与干燥一步合成淀粉接枝丙烯酸钠超强吸水剂 ,其生理盐水加压保水率达 75 %～ 90 %。

丙烯酸与土豆淀粉接枝共聚反应规律的研究

本工作用硝酸铈铵作引发剂,研究了丙烯酸与土豆淀粉接枝共聚的反应规律.实验结果表明,丙烯酸浓度为0.769mol/L,引发剂浓度为2.632mmol/L,淀粉预处理温度为85℃,反应温度为40℃,反应时间2h 为最佳反应条件.

丙烯酸丁酯与玉米淀粉的微波辐射接枝共聚合

研究了微波辐射下丙烯酸丁酯与玉米淀粉的干法接枝共聚反应，考察了辐射条件、引发剂配比及种类、单体配比、界面剂种类等因素对反应的影响，并对接枝产物进行了表征。

淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的制备

采用间歇法制备淀粉接枝丙烯酸的高吸水树脂,用光学显微镜对共聚物结构进行了表征,探讨了反应温度、糊化时间、淀粉与丙烯酸的质量配比、中和度等反应条件对吸水率、吸盐水率的影响。反应温度为75℃、淀粉的糊化时间为40min、淀粉与丙烯酸质量比为1∶3、中和度为80%时树脂的吸水率最高。通过光学显微镜观察,共聚物表面为松针状结构时吸水性最好。

淀粉-丙烯酸接枝共聚新工艺研究

研究了淀粉接枝丙烯酸制备高吸水树脂的新工艺。结果表明，在淀粉接枝丙烯酸的共聚物中填充一定量的糊化淀粉，进行热交联，由于二者的协同作用，使树脂的吸水率不仅不降低而且还略有提高。树脂中淀粉含量明显增加，成本大幅度降低，有利于高吸水树脂的推广应用。

不同种类氧化-还原引发体系对淀粉与丙烯酸接枝产物吸水性能的影响

以玉米淀粉和丙烯酸为主要原料,采用溶液聚合的方法,详细研究了H2O2、K2S2O8-Na2S2O3、Mn3+及Ce4+等不同种类氧化-还原引发体系对淀粉与丙烯酸接枝共聚物吸水性能的影响,用FTIR、XRD、DSC等方法对共聚产物结构进行了表征。通过对不同氧化-还原引发体系的引发机理分析和吸水性能测试结果比较,研究表明采用K2S2O8-Na2S2O3做引发体系时,接枝产物的吸水倍率最高,吸去离子水近1000g/g。

预辐照聚乙烯薄膜接枝丙烯酸/丙烯酰胺制备水凝胶互穿网络的研究

通过二次接枝方法 ,在预辐射聚乙烯 (PE)薄膜上分别接枝丙烯酸 (AAc)和丙烯酰胺 (AAm )制得了具有pH敏感性和温度敏感性水凝胶互穿网络 (IPN)。研究了不同辐照源、单体浓度、阻聚剂的浓度等对接枝率的影响 ,经测定 ,所得到的PE -g