淀粉接枝丙烯酰胺与聚丙烯酰胺对高岭土动态絮凝差异的研究

高岭土等黏土矿的存在是煤泥水沉降效果差的主要原因,目前尚未有关于难沉降煤泥水动态絮凝过程的研究。相较于聚丙烯酰胺(PAM)合成单体的毒性,淀粉接枝丙烯酰胺(SAM)合成的单体可降解性好。为此,以高岭土为研究对象,系统对比了SAM与PAM对高岭土动态絮凝过程的影响。首先,考察了不同SAM与PAM用量下的沉降速度和絮凝效果。随后,通过聚焦光束反射测量(FBRM)和颗粒录影显微镜(PVM)技术研究了高岭土悬浮液在SAM和PAM作用下的不同粒级颗粒数量变化。沉降实验和FBRM-PVM测试结果表明,PAM能够形成更多的+100μm大絮团,使得PAM具有更好的沉降效果;SAM形成的絮团更稳定,对细颗粒的絮凝效果更好。最后,通过FBRM获得的数据,基于Smoluchowski模型计算了PAM和SAM作用下高岭土的絮凝动力学参数,发现PAM作用下的絮凝指数明显高于SAM,同时-30μm和30~60μm颗粒数量的动态变化主导了絮凝动力学中絮团的形成过程。总体而言,PAM可以形成更多的、松散的大絮团,有利于高岭土的快速沉降,但对微细颗粒絮凝效果不佳。相较于PAM,SAM独特的多链立体网状结构,有利于微细颗粒絮凝和形成稳定的絮团,从而避免选煤厂洗水系统中细泥的循环积聚。

一种全流程生态环保植物染面料的产品开发

探讨了一种全流程生态环保植物染面料的设计思路及生产关键要点。优选天然纤维材质,在坯布生产加工中选用接枝淀粉上浆,染整加工中采用生物酶和茶皂素生物助剂前处理、天然植物染料染色和空气洗柔软整理,获得全流程生态植物染成品面料。测试了面料色牢度和化学类物质,检测结果均达到标准。与常规柔软剂整理相比,采用空气洗柔软整理的织物反弹率和悬垂性均较优。

淀粉/聚乳酸接枝改性及应用研究进展

淀粉(TPS)低成本加工和聚乳酸(PLA)良好力学性能使得这两种材料的接枝聚合物成为近年研究热点。由于亲水性淀粉颗粒和疏水性聚乳酸导致界面相互作用差,制备出的生物聚合物材料在性能和加工特性方面存在缺陷,并且其生产成本较高,限制了其在食品包装行业中的应用。通过化学改性来提高TPS与PLA之间的界面附着力以及综合性能已经成为一种重要方法,并有望拓宽其应用领域。综述了TPS/PLA接枝改性方法、研究进展以及未来发展前景,旨在为解决其应用限制并拓宽应用领域提供思路。

三元共聚生物质基矿山爆破抑尘剂的制备及性能研究

以接枝共聚制备羧甲基纤维素钠(CMC-Na)-羧甲基淀粉钠(CMS-Na)-丙烯酰胺(AM)三元复合高分子抑尘剂,以黏度为测试指标,通过正交试验探索抑尘剂最优配比。用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)对接枝共聚产物进行表征,对抑尘剂黏度、抗风蚀性、保水性、渗透性等理化特性进行测试。结果表明:CMC-Na∶CMS-Na∶PVA∶AM=8∶8∶3∶16时,制备抑尘剂最大黏为52689 mPa·s;借助黏度及保水性指标确定抑尘剂喷洒最佳体积分数为8%;木质素磺酸钠和三乙醇胺最优添加量分别为抑尘剂质量分数的0.4%和4%。红外光谱显示丙烯酰胺接枝到羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠上,扫描电镜显示抑尘剂对粉尘的凝并和黏结性能显著,抗风蚀性实验表明抑尘剂固尘率为85.47%。

选择性透过CO_(2)气体PVA/淀粉膜制备及性能研究

对聚乙烯醇(PVA)/淀粉膜进行接枝改性,引入含有叔胺基团的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA),使其对CO_(2)气体具有选择性透过功能,并对CO_(2)透过量进行优化,研究其分子结构与性能的关系。红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜照片及透气测试结果证明,加入淀粉接枝DMAEMA共聚物后,PVA/淀粉改性膜对CO_(2)具有选择透过性。接枝共聚物的接枝率和添加量影响CO_(2)透过量,当添加1.5%(质量分数,下同)的接枝率为55.3%的接枝共聚物,膜的CO_(2)透过量由1.577 cm^(3)/(m^(2)·24 h·0.1 MPa)提高到45.786 cm^(3)/(m^(2)·24 h·0.1 MPa),提高了28.03倍。X射线光电子能谱测试结果显示,改性膜透过CO_(2)后,N1s谱图中399.8 eV处的结合能减小,在401.8 eV结合能增大,可能CO_(2)与膜上叔胺基团发生反应,实现在膜内的传递。此时PVA/淀粉改性膜中膜表面粗糙度增加,表面分子链由蜷缩状态转变为伸展状态,增加了与CO_(2)的接触。

辐射法制备淀粉基超级吸水材料及其性能

本文以淀粉与丙烯酸单体为主要原料,采用钴-60γ射线共辐射法制得淀粉基超级吸水材料(Super absorbent polymer,SAP)。通过傅里叶变换红外光谱对SAP进行化学结构表征。扫描电镜图显示,SAP颗粒表面含有大量中孔结构。热重分析测试结果表明,SAP较原始淀粉样品的热稳定性有明显提升。吸收剂量、丙烯酸与淀粉的投料比显著影响SAP的吸水性能。通过筛选反应条件,SAP的吸水(去离子水)倍率可达到532 g/g(吸收剂量:20 kGy;交联剂:80 mg/L;淀粉与丙烯酸投料比:1/2)。将SAP负载硝酸钾和磷酸钠,结果表明,SAP能够高效释放负载的离子,磷酸根离子释放率为80%,钾离子为82%。

多壁碳纳米管分散剂的制备及分散性能研究

由于碳纳米管(CNTs)自身较大的比表面积及碳管间强的作用力,使其在溶剂中不易分散,因此应用前需要进行分散处理,使其能够满足更多应用的需求。利用在淀粉上接枝丙烯酸(AA)或苯乙烯(St),分别制备了淀粉接枝丙烯酸聚合物(SAa)、苯乙烯聚合物(SSty)、丙烯酸-苯乙烯聚合物(SSA)新型分散剂,并研究在水中对多壁碳纳米管(MWCNTs)的分散性。结果表明:改性淀粉的分子量(Mw)由4.25×105减小到3.92×10^(5)、分子量分布系数(M_(w)/M_(n))由3.01减小到了2.88,分子量分布较窄,聚合物的结构更加稳定;改性淀粉颗粒溶胀崩解,原有形貌发生改变,晶型受到破坏,尺寸变小更有利于分散;此外,对于0.10 g∙L^(−1)的MWCNTs,使用SSA的MWCNTs分散效果最好,SSA分散MWCNTs在20 d时的沉降率为30.6%。通过机理研究发现,SSA利用结构中接枝聚合的苯环与MWCNTs的p―p非共价键吸附在MWCNTs表面,通过静电斥力和空间位阻效应的协同作用对MWCNTs进行分散,因而SSA比SAa和SSty更能有效地降低水中MWCNTs的聚集趋势。

两种共聚单体对淀粉/聚丙烯酸钠超级吸水材料耐盐性能的影响

利用γ射线共辐照法,制备了由两种共聚单体接枝交联而成的淀粉基超级吸水材料(Super absorbent polymer,SAP)。傅里叶变换红外光谱证明了丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPS)分别被引入到淀粉/聚丙烯酸钠(Starch-g-PAA)SAP中。采用热重分析法研究了SAP的热分解行为。通过引入AM和AMPS单体,SAP的耐盐性得到显著提升,引入AMPS的SAP在生理盐水中的吸液倍率从46 g/g(未添加AMPS)提高至81 g/g(AA∶AMPS=3∶1)。

新型淀粉基高吸水树脂抑尘剂的制备及其应用

为了获得一种可工业化生产的淀粉基高吸水树脂抑尘材料,以木薯淀粉、丙烯酸为原料,过硫酸铵和亚硫酸钠为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在机械活化作用下一步固相法合成木薯淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂抑尘剂。采用黏度、吸水率为评价指标,通过单因素和正交试验获得最优制备参数。采用FTIR、XRD、SEM、13C NMR等对产品进行了结构表征和应用性能测试。结果表明,木薯淀粉成功接枝丙烯酸形成高吸水性树脂,该方法能有效地破坏淀粉颗粒结构,提高反应效率。在球磨时间3h、中和度80%、反应温度60℃、丙烯酸与淀粉摩尔比为1∶1、引发剂用量0.9g、交联剂用量0.05g、球磨介质500mL、球磨转速380r/min条件下,所合成的淀粉基抑尘剂黏度为670mPa·s,吸水率为116.21g/g,单体转化率为96.81%,接枝率为42.35%,接枝效率为81.36%。喷洒浓度2%淀粉基抑尘剂的尘样可有效延长水分蒸发时间,固化尘样颗粒,增强尘样抗破坏性能,提高抑尘效果。尘样蒸发7h后含湿率仍高达6.85%,40目以上的尘样粒径达到38.93%,风速9m/s下的抑尘率达到96.40%,抑尘效果大大优于喷洒水的尘样,证明淀粉基抑尘剂为一种绿色环保型抑尘剂。

MCC接枝PVA/可溶性淀粉保鲜膜的制备

为开发全生物降解聚乙烯醇/可溶性淀粉复合膜,以聚乙烯醇和可溶性淀粉为基材,D-山梨醇为增塑剂,柠檬酸为交联剂,硅烷化接枝后的微晶纤维素为增强相,制备得到高性能全生物降解复合膜。通过对复合膜的机械性能、结构形态等进行表征,探究微晶纤维素接枝率对复合膜吸水率、溶解度、透光率、水蒸气透过率以及保鲜等性能的影响规律。结果表明:当调制的主体膜液中聚乙烯醇与可溶性淀粉质量比为82.83∶17.17、D-山梨醇质量分数为12.39%、柠檬酸质量分数为8.95%,制备得到的复合膜水蒸气透过率未符合标准且耐水性较差,而接枝2%微晶纤维素的复合膜水蒸气透过率降低了27.38%,吸水率与溶解度分别降低了11.69%和7.99%,且透光率能达到90.5%;微晶纤维素与正硅酸乙酯配比为2∶4时接枝效果最佳;当微晶纤维素质量分数为2%时复合膜热稳定性最佳,在香蕉保鲜性上提高42.1%。综上,经过一定量的微晶纤维素接枝改性的复合膜满足保鲜膜相关标准,并且保鲜性能提升明显,可作为一种可靠的全生物降解保鲜膜。

天然淀粉接枝改性絮凝剂的研究进展

综述了天然淀粉接枝改性方法、接枝单体选择、产品制备及纯化的研究现状,对不同引发方法、不同类型接枝产物进行分析和总结,展望了天然淀粉接枝改性絮凝剂的发展前景,指出在探究更好的接枝效果和絮凝效果的同时,注重该类絮凝剂普适性研究及生产成本的降低。

胍锚定淀粉基抗菌包装膜在鲍鱼中的应用

目的开发一种接枝性抗菌包装并应用于水产品保鲜,为进一步将接枝型包装薄膜应用于生产提供一种新的途径。方法将聚六亚甲基双胍盐酸盐(Polyhexamethylene Biguanide Hydrochloride,PHMB)和聚六亚甲基单胍盐酸盐(Polyhexamethyleneguanidine Hydrochloride,PHMG)接枝到淀粉上,再将其与聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Poly(Butyleneadipate-Co-Terephthalate),PBAT)共混改性,通过流延挤出工艺制备接枝性抗菌薄膜,并应用于鲍鱼保鲜。结果淀粉接枝胍类物质后实现了淀粉的抗菌化,添加了PHMB和PHMG的PLA/PBAT薄膜阻隔性能显著增强(P<0.05),并且赋予了薄膜抑菌性,延缓了鲍鱼菌落总数、硫代巴比妥酸和挥发性盐基氮值的上升。结论淀粉接枝PHMB和PHMG后改善了薄膜的阻隔性,Starch-g-PHMB/PLA/PBAT和Starch-g-PHMG/PLA/PBAT薄膜可有效抑制微生物作用,延缓鲍鱼氧化和腐败速率,可有效延长鲍鱼货架期。

淀粉-g-聚(烯丙基磺酸钠-co-丙烯酸乙酯)的粘度热稳定性及退浆性研究

为提高淀粉在经纱上浆中的使用效果,以烯丙基磺酸钠和丙烯酸乙酯作为接枝单体,在摩尔比25∶75下,调节二者的总质量,选用Fenton's引发体系,与酸解淀粉(ATS)进行接枝共聚反应制备了接枝率不同的几组淀粉-g-聚(烯丙基磺酸钠-co-丙烯酸乙酯)(S-g-P(SAS-co-EA))样品,对其粘度热稳定性及退浆效率进行了评价,并对其浆膜的膨润率进行了测试分析。结果表明:相对于酸解淀粉,S-g-P(SAS-co-EA)浆液的表观粘度增大,粘度热稳定性提高;退浆效率、膨润率提升,表明淀粉接枝变性后具有更好的退浆性能。

阳离子型淀粉接枝改性絮凝剂的合成及性能研究

以羟丙基淀粉、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵为原料,硝酸铈铵为引发剂,合成了一种阳离子型淀粉接枝改性絮凝剂。以引发剂浓度、单体总量与淀粉质量比、反应温度、反应时间为影响因素,通过正交试验对合成条件进行优化,得出在硝酸铈铵浓度为3 mmol/L、单体总量与淀粉质量比为1∶1、反应温度为70℃、反应时间为4 h的条件下,接枝效率达到95.24%。以煤泥水为絮凝对象、浊度去除率为评价指标,考察了所研制的淀粉接枝改性絮凝剂药剂用量、煤泥水浓度、pH值、反应温度对絮凝效果的影响,并通过正交试验得出最佳絮凝条件为药剂用量16 mg/L、煤泥水浓度40 g/L、pH值2、反应温度40℃时的絮凝效率达96.76%,絮凝效果优于聚合氯化铝(PAC)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。

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。

淀粉与乙烯型单体接枝共聚物的应用研究新进展

廉价易得的淀粉与乙烯型单体接枝共聚物兼具合成和天然高分子的优良性能 ,如塑化成膜性、超强吸水性、絮凝性、粘合性等 ,特别是其可生物降解性和原料的再生性 ,利于减小环境负荷及对非再生资源的依赖性。接枝共聚物的研究引起了人们的极大关注 ,开发应用日益广泛和深入。因此 。

微生物降解PVC薄膜的研究——Ⅰ.接枝淀粉的制备和应用

采用接枝淀粉填充PVC的方法制备微生物可降解PVC薄膜。对接枝单体的选择、混合接枝单体的配比量以及接枝率对拉伸强度、断裂伸长率等力学性能的影响进行了实验研究并用红外光谱和扫描电镜验证了淀粉上接枝聚合反应的存在。结果表明,在淀粉与PVC的重量比为40/100时,选用重量比为2/3～3/2的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的混合单体接枝到木薯淀粉上,在接枝率为13～23%(重量)时,可以得到力学性能优良的微生物可降解PVC薄膜。

淀粉/BA-VAc接枝共聚物的合成及应用研究

以过硫酸铵为引发剂，研究了玉米淀粉与丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯接枝共聚合反应的规律。实验结果表明，单体浓度０．９７ｍｏｌ／Ｌ，引发剂浓度９．１×１０－３ｍｏｌ／Ｌ，反应温度６８℃，反应３ｈ时，反应体系的接枝率较高。通过红外光谱和Ｘ射线粉末衍射对接枝共聚物进行了结构分析。笔者以该接枝共聚物为基料，采用计算机辅助法设计出最优工艺配方。

接枝淀粉载体固定化糖化酶的研究

合成了淀粉接枝丙烯腈及丙烯酰胺的两亲性高分子化合物，并以此为载体，用物理吸附方法固定化了糖化酶。最适偶联条件研究表明：缓冲液的浓度，ｐＨ值及吸附时间和加酶量都对固定化酶活力，比活有一定的影响。在最适固定化条件下，固定化酶的活力为１５００Ｕ／ｇ干胶，蛋白载量为２５ｍｇ／ｇ干胶，比活为６０Ｕ／ｍｇ蛋白，比天然酶的比活（８．０Ｕ／ｍｇ蛋白）提高６倍。最适反应温度比天然酶提高１０℃（天然酶最适反应温度为５０℃）．无底物存在下，固定化酶在５５℃的半衰期为２４ｈ，而天然酶只有１ｈ；有底物存在下，固定化酶在５５℃的半衰期为２２０ｈ，４５℃的操作半衰期由外推法算得为６９天，而且该载体对糖化酶有一定的保护作用，当固定化酶在低于５５℃热处理一段时间后，对酶活力有激活作用，酶活力最大可提高４０％。该载体合成简单，固定化方法简单，步骤少，因而为工业上应用提供了一种新的可能性。

星形聚丙烯酰胺接枝淀粉的合成及应用

介绍了应用水溶液聚合方法合成了星形聚丙烯酰胺(SPAM)的方法。采用正交实验方法研究了不同的引发剂用量、相对分子质量调节剂用量、聚合体系温度对SPAM特性黏数的影响,从中优化出最佳反应条件为单体质量分数为15%,聚合温度为35℃,引发剂质量分数为(相对单体质量,下同)0.04%,螯合剂为0.005%,抗交联剂为0.015%,聚合体系pH值为5,得到的星形聚丙烯酰胺特性黏数为989.2mL/g。星形聚丙烯酰胺在35℃进行氯胺化反应并加到糊化好的淀粉溶液中,在40～50℃下反应40min,即得到星形聚丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂。结果说明,星形聚丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂溶解性好、絮凝能力强,具有良好的絮凝效果。