丙烯酸酯化學(xué)淀粉接枝丙烯酰胺的制備與特征-王萍

1、目錄TOC o 1-5 h z摘要和關(guān)鍵詞IAbstractandKeywords.II概況1 HYPERLINK l bookmark8 1.1研究概況1 HYPERLINK l bookmark10 1.2水基淀粉粘膠劑研究的現(xiàn)狀與意義2 HYPERLINK l bookmark12 1.3丙烯酸酯化淀粉接枝丙烯酰胺的研究意義2實(shí)驗(yàn)原理4 HYPERLINK l bookmark14 2.1淀粉酯化的原理4 HYPERLINK l bookmark16 2.2接枝共聚的原理4實(shí)驗(yàn)7 HYPERLINK l bookmark28 3.1實(shí)驗(yàn)裝置73.2實(shí)驗(yàn)藥品8 HYPERLINK l bo

2、okmark30 3.3合成8 HYPERLINK l bookmark32 3.3.1淀粉接枝丙烯酸反應(yīng)過(guò)程9 HYPERLINK l bookmark34 3.3.2丙烯酸接枝淀粉與丙烯酰胺交聯(lián)的反應(yīng)過(guò)程9表征與測(cè)試11 HYPERLINK l bookmark36 4.1取代度的測(cè)定11 HYPERLINK l bookmark38 4.2丙烯酸酯化淀粉紅外測(cè)試12 HYPERLINK l bookmark40 4.3丙烯酸預(yù)酯化淀粉接枝丙烯酰胺粘度測(cè)試12 HYPERLINK l bookmark42 4.4粘接強(qiáng)度測(cè)試12 HYPERLINK l bookmark44 4.5防霉性能

3、測(cè)試13結(jié)果與討論14 HYPERLINK l bookmark46 5.1利用取代度表征各條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響14 HYPERLINK l bookmark48 5.2對(duì)丙烯酸預(yù)酯化淀粉的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)析17 HYPERLINK l bookmark50 5.3接枝共聚產(chǎn)物粘度與反應(yīng)條件的關(guān)系18 HYPERLINK l bookmark52 5.4用性的討論19總結(jié)與展望20參考文獻(xiàn)22致謝23丙烯酸酯化學(xué)淀粉接枝丙烯酰胺的制備與特征 摘要：當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題日益加劇的壓力迫使化學(xué)工作者必須以一種對(duì)環(huán)境更加友好的合成方式方法來(lái)處理化學(xué)產(chǎn)品。本文研究的淀粉改性粘膠劑便是屬于環(huán)境友好型的一類(lèi)高分子材料。丙烯酸預(yù)

4、酯化接枝丙烯酰胺淀粉屬于化學(xué)修飾淀粉。試驗(yàn)合成確定最佳條件分兩步進(jìn)行，首先是丙烯酸與淀粉的酯化反應(yīng)，第二步是丙烯酰胺和丙烯酸酯化淀粉接枝共聚的反應(yīng)，這兩個(gè)過(guò)程采取了合適的表征方法確定最佳的反應(yīng)條件。在普通的淀粉鏈上重新修飾上丙烯酸和丙烯酰胺特性基團(tuán)之后，淀粉的結(jié)構(gòu)和表觀性質(zhì)均發(fā)生較大變化，通過(guò)各項(xiàng)性質(zhì)的檢測(cè)可以得出此產(chǎn)品的特點(diǎn)，從而確定其用途。關(guān)鍵詞：淀粉改性丙烯酸酯化淀粉丙烯酰胺接枝共聚Abstract：Astheproblemofenvironmentgetsworse,chemicalresearchersshouldberesponsibletomakechemicalproducts

5、saverandmoreharmonytoourenvironment.Theprocesstoimprovethepropertyofstarchinwhichthispaperhasdoneiswillingtoproduceenvironmental-friendlystarchmucilagetopeople.Intherowtogetacrylamidegraftedtoacrylicacidstarchbelongtochemicallymodifiedesterificationstarch.Testtodeterminetheoptimalconditionsofsynthes

6、iswillbedividedintotwosteps.Thefirststepisesterificationreactionbetweenacrylicandstarch.Thesecondstepisthegraftedcopoly-merizationreactionbetweenacrylamideandacrylicesterificationstarch.Thetwoprocesseswillgetproperrepresentationmethodstodeterminetheoptimalreactionconditions.Aftertheacrylicandacrylam

7、idegroupshavebeenmodifiedtotheordinarystarchchain.Greatchangeswilltakeplaceinboththestructureandapparentpropertyofstarch.Variouspropertiestestingwillmakefeaturesofthisproductoutoflight.Thusdetermineitsuses.Keywords：modifiedstarchacrylicesterificationstarchacrylamidegraftation丙烯酸酯化學(xué)淀粉接枝丙烯酰胺的制備與特征 1概況

8、11研究概況化學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，目的是為了更好的服務(wù)人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)生活,所以一項(xiàng)產(chǎn)品的研究必須考慮社會(huì)和市場(chǎng)多方面的需求。上述定義可以解釋淀粉類(lèi)膠黏劑作為環(huán)境友好型天然膠黏劑越來(lái)越受到研究者的關(guān)注的原因。由于淀粉具有天然的大分子、活性的官能團(tuán)以及能適應(yīng)環(huán)保要求的等等突出特性，研究者再次把目光轉(zhuǎn)移到利用淀粉合成膠黏劑上，這主要有三個(gè)原因：首先，淀粉本身具有作為膠黏劑的潛力。淀粉及其衍生物具有良好的粘接性和成膜性，是優(yōu)良的天然資源膠黏劑；其次，淀粉是一類(lèi)來(lái)源廣泛、價(jià)格優(yōu)廉、對(duì)環(huán)境友好的的天然高分子材料，具有無(wú)毒、無(wú)異味、無(wú)污染的特點(diǎn)；再次，在強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，隨著石油資源的日益減少，以石油

9、為原料的化工產(chǎn)品必將被可再生的天然高分子物質(zhì)所代替?！叭┠z”等木材膠黏劑是由不可再生資源石油的單體所合成，并且在使用過(guò)程中，常有有毒氣體如甲醛的釋放，而威脅人身健康習(xí)。因而促使國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者競(jìng)相尋求“三醛膠”的替代品，在諸多木材膠黏劑的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，淀粉基膠黏劑成為最具開(kāi)發(fā)潛力的天然膠黏劑之一。但同時(shí)淀粉膠黏劑在用于木材粘接時(shí)仍有一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決，比如初粘性較小，干燥時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。1.2水基淀粉粘膠劑研究的現(xiàn)狀與意義由于淀粉膠黏劑無(wú)毒無(wú)味，成膜性能好，具有良好的黏合性能，而且作為一種綠色環(huán)保型產(chǎn)品更是符合社會(huì)需求。隨著淀粉膠黏劑研究的深人。各種新的改性方法和制備工藝將會(huì)不斷涌現(xiàn)，品種和性

10、能將會(huì)不斷增加和提高，淀粉膠黏劑的應(yīng)用范圍也會(huì)得到不斷地?cái)U(kuò)展：耐水性，經(jīng)得住從冰庫(kù)取出空氣中冷凝濕氣的侵蝕，以及長(zhǎng)途運(yùn)輸，甚至漂洋過(guò)海的環(huán)境多變。從發(fā)展的趨勢(shì)看，改性淀粉膠黏劑是膠黏劑工業(yè)的發(fā)展主流，特別是近年來(lái)，世界膠黏劑工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)正朝著省資源、低成本、無(wú)公害、高黏性和無(wú)溶劑化方向發(fā)展，因此，改性淀粉膠黏劑在膠黏劑行業(yè)具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和廣闊的市場(chǎng)前景。所以，本文研究改性淀粉的合成，既有生態(tài)環(huán)境上的價(jià)值，同樣也具有經(jīng)濟(jì)意義上的價(jià)值。1.3丙烯酸酯化淀粉接枝丙烯酰胺的研究意義普通淀粉具有一定的粘結(jié)性能。在數(shù)千年以前，就有利用淀粉做膠黏劑的文獻(xiàn)記載，同時(shí)也有嘗試將淀粉賦予新特性的嘗試記載。相傳

11、，古人將糯米漿與貝売等含鈣膠質(zhì)生物體磨碎用做石頭之間的粘結(jié)漿料。在中華民族接觸到新的認(rèn)識(shí)世界的方法論之后。采用新的方法恢復(fù)我們先祖的與世界和諧相處的觀念重建成為可能。丙烯酰胺接枝丙烯酸酯化淀粉便是嘗試用大自然已有的高分子物質(zhì)進(jìn)行修飾和改良，讓新產(chǎn)物獲得新的性能。當(dāng)然，更重要的是，所采用的基礎(chǔ)高分子鏈?zhǔn)蔷哂袕V泛來(lái)源而又易于降解的，這是傳統(tǒng)的“與大自然和諧共生”基本信仰的延續(xù)。丙烯酰胺與丙烯酸都是具有生理毒性的物質(zhì)，因此在合成的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注意提高藥品的利用率，避免過(guò)多的藥劑浪費(fèi)與環(huán)境污染。另外一一個(gè)比較明顯的改進(jìn)也是因?yàn)楸０泛捅┧岬男再|(zhì)帶來(lái)的。一方面是淀粉鏈的結(jié)構(gòu)改變，使得微生物無(wú)法按照既

12、定的生理消化過(guò)程處理這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。另一方面，體型結(jié)構(gòu)的高分子中，有機(jī)會(huì)摻雜這類(lèi)毒性物質(zhì),從而使得所合成的物質(zhì)具有防霉防菌的性質(zhì)。通過(guò)研究丙烯酰胺接枝丙烯酸酯化淀粉的具體的合成條件，可以確定這種高分子材料的產(chǎn)業(yè)化合成的具體生產(chǎn)方式，保證用最佳條件更高效更節(jié)省的方式合成產(chǎn)品。另外，所合成的高分子材料可能具有前人沒(méi)有研究的性質(zhì)，在可供檢測(cè)和研究的性質(zhì)方面，通過(guò)技術(shù)表征，確定所合成的新物質(zhì)的特殊性質(zhì)，可以確定產(chǎn)物的用途，從而有“因質(zhì)制宜”的作用。2實(shí)驗(yàn)原理21淀粉酯化的原理淀粉的酯化主要發(fā)生在淀粉的2、3、6號(hào)羥基位置，淀粉鏈存在一定的幾率發(fā)生酯化反應(yīng)，衡量淀粉鏈發(fā)生酯化反應(yīng)的程度的計(jì)量單位可以采用取

13、代度，即酯基對(duì)羥基的取代程度，淀粉的酯化反應(yīng)與一般的酯化反應(yīng)原理相同，但是由于淀粉勾分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間位阻表現(xiàn)比較大。所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的取代度是很小的。2.2接枝共聚的原理以下三個(gè)圖說(shuō)明了接枝共聚、嵌段共聚和擴(kuò)鏈共聚的結(jié)構(gòu)特征：AAAAAAAAAAAAAAAAAAAABBFiBBBBBFiBBBB接枝共聚類(lèi)型AAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBAAAAAA嵌段共聚類(lèi)型AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA擴(kuò)鏈共聚類(lèi)型由以上圖示我們可以看出雖然以上幾種方式都能夠增加高分子的聚合度，但是，只有接枝共聚才具有增加交聯(lián)程度的可能性，另外所增加的交聯(lián)基團(tuán)可以引入更多官能團(tuán)，使得所

14、生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更多的性能，主要表現(xiàn)在官能度的增加。在本實(shí)驗(yàn)中，上圖所指的“AAAA”代表的是淀粉的鏈，而“BEE”代表的則是丙烯酸以及丙烯酸互相接枝的成鏈。正是由于接枝共聚的作用，使得單鏈的淀粉能夠獲得體型的結(jié)構(gòu)。所以，本實(shí)驗(yàn)采用淀粉先與丙烯酸反應(yīng)，然后再與丙烯酰胺接枝共聚的方法來(lái)獲取具有更好的粘性的淀粉膠。其中，主要過(guò)程是分成以下的兩個(gè)具體的步驟，一是淀粉鏈與丙烯酸酯化反應(yīng)，生成具有一定取代度的淀粉鏈；第二步則是酯化淀粉與丙烯酰胺發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，生成體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這樣就合成了所需的具有一定性能的高分子產(chǎn)物。按照高分子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)看，合成此高分子產(chǎn)物分別是以上兩步的結(jié)果，即產(chǎn)物所具

15、有的性質(zhì)是由丙烯酸以及丙烯酰胺兩種物質(zhì)決定的。首先，丙烯酸所具有的雙鍵，給所生產(chǎn)的產(chǎn)品帶來(lái)了穩(wěn)定的不易氧化的性質(zhì)，而在第二步驟中有生產(chǎn)高聚物常用的丙烯酰胺，因?yàn)楸０芬子诳s聚的性質(zhì)，所以，鏈狀的酯化淀粉與丙烯酰胺生成縮聚的體型的不定結(jié)構(gòu)的高分子，這種高分子具有淀粉的部分性質(zhì)，如糊化之后的粘結(jié)性能。同時(shí)由于丙烯酸的不飽和基團(tuán)，該淀粉鏈獲得了些許穩(wěn)定性，在抗老化的方面，得到了提升。另外由于丙烯酰胺的生物毒性，防霉性能也有較好的提高。在膠黏劑助劑一書(shū)中，對(duì)于丙烯酸和丙烯酰胺的作用有如下的簡(jiǎn)明介紹。丙烯酸一般用作丙烯酸酯溶劑型和乳液型膠黏劑醋酸乙烯乳液膠黏劑以及接枝膠黏劑的內(nèi)交聯(lián)劑。對(duì)于丙烯酰胺的描

16、述則是可用作乙烯基聚合物的內(nèi)交聯(lián)劑，還可以與丙烯酸制作改性玉米淀粉膠黏劑,用以提高粘結(jié)強(qiáng)度和干燥速度，亦可以用作水性光固化膠黏劑的水溶性單體。淀粉的接枝共聚合反應(yīng)大多是按自由基機(jī)理進(jìn)行的。由于接枝共聚合反應(yīng)之前通過(guò)酯化預(yù)處理，在淀粉大分子上引入了含有可聚合碳一碳雙鍵的丙烯酸酯原子團(tuán)，當(dāng)丙烯酸單體與淀粉在引發(fā)劑作用下進(jìn)行接枝共聚合反應(yīng)時(shí)，除了會(huì)在淀粉分子上發(fā)生接枝共聚合反應(yīng)外，還會(huì)在引入丙烯酸酯基團(tuán)的雙鍵位置上引入接枝支鏈，產(chǎn)生類(lèi)似于自由基接枝共聚合反應(yīng)的效果4。由于接枝共聚合反應(yīng)之前通過(guò)酯化預(yù)處理，在淀粉分子上引入了含有可聚合碳.碳雙鍵的丙烯酸酯基原子團(tuán)，當(dāng)丙烯酸單體與淀粉在引發(fā)劑作用下進(jìn)行接

17、枝共聚合反應(yīng)時(shí)，除了會(huì)發(fā)生基本的接枝共聚合反應(yīng)外,還會(huì)在引入丙烯酸酯基團(tuán)的位置上發(fā)生如下反應(yīng)：圖一：丙烯酸酯化淀粉接枝反應(yīng)示意圖3實(shí)驗(yàn)31實(shí)驗(yàn)裝置油浴鍋（直徑20cmX高15cm）熱載體植物油加熱裝置：DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市子華儀器有限責(zé)任公司）動(dòng)力裝置：國(guó)華JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器（常州國(guó)華有限公司）玻璃儀器：四頸燒瓶、燒杯、錐形瓶、抽濾瓶等（天滬玻璃儀器公司）衡器：FA2004A型分析天平（上海精科天平儀器總公司）干燥儀器：101TAB型（非真空干燥）DZ-18C型（真空干燥）（天津市泰斯特儀器有限責(zé)任公司）抽濾裝置：SHZ-D（III）循環(huán)水式真空泵（鞏義市予華

18、儀器有限責(zé)任公司）3.2實(shí)驗(yàn)藥品CP玉米淀粉（市售）CP丙烯酸（國(guó)藥集團(tuán)上海試劑廠）AP丙烯酰胺（上海科達(dá)化工有限責(zé)任公司）CP十二烷基磺酸鈉CP聚乙烯醇CP過(guò)硫酸銨滴定：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液酚酞、甲基橙3.3合成要合成最終產(chǎn)物，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟，第一步是丙烯酸與淀粉發(fā)生酯化反應(yīng)，第二步是丙烯酰胺和酯化后的淀粉反應(yīng)接枝。這兩個(gè)步驟在時(shí)間上具先后順序，所以，實(shí)驗(yàn)每一個(gè)步驟都要保證達(dá)到最優(yōu)的反應(yīng)效果。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，首先應(yīng)該確定第一步反應(yīng)的最佳條件，然后按照第一步的最合適條件合成足夠的可提供給第二步反應(yīng)的產(chǎn)物丙烯酸酯化淀粉。最后合成的產(chǎn)物是來(lái)自第二步的合成，因此，要通過(guò)性質(zhì)測(cè)定確定第二步

19、反應(yīng)的最合適條件，以保證反應(yīng)高效節(jié)省的進(jìn)行。以下按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的順序記錄分析了實(shí)驗(yàn)過(guò)程。331淀粉接枝丙烯酸反應(yīng)過(guò)程配置20%的淀粉乳，攪拌均勻，加入帶有電動(dòng)攪拌器的四口燒瓶中，控制一定的溫度，同時(shí)滴加丙烯酸和5%氫氧化鈉溶液，維持體系PH為8-9,在約20-30min之內(nèi)緩慢加入四頸燒瓶，在此溫度條件下反應(yīng)約3h,滴加完畢繼續(xù)反應(yīng)一定時(shí)間。待反應(yīng)完畢之后，過(guò)濾、烘干得到接枝淀粉，測(cè)定淀粉的取代度，以確定最優(yōu)條件，來(lái)為下一步實(shí)驗(yàn)作準(zhǔn)備。3.3.2丙烯酸接枝淀粉與丙烯酰胺交聯(lián)的反應(yīng)過(guò)程研究表明隨著丙烯酰胺用量的增加，膠合強(qiáng)度逐漸上升，當(dāng)丙烯酰胺量逐漸上升到某一峰值之后時(shí)，膠合強(qiáng)度達(dá)到最高，,之后有

20、下降的趨勢(shì)。在引發(fā)劑一定的情況下，丙烯酰胺量增加有利于提高其相對(duì)分子質(zhì)量，使得在縮合反應(yīng)過(guò)程中，接枝的量和接枝后引起的部分交聯(lián)現(xiàn)象更加明顯。又由于丙烯酰胺預(yù)聚體含有較多的酰胺基團(tuán)，利于其形成較多的氫鍵作用，從而提高了膠合強(qiáng)度。而當(dāng)丙烯酰胺量過(guò)多時(shí)，丙烯酰胺預(yù)聚體相對(duì)分子質(zhì)量增加，聚丙烯酰胺發(fā)生接枝反應(yīng)的難度增加，接枝率會(huì)下降，使膠合強(qiáng)度有所下降。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，而隨著丙烯酰胺用量的增加，耐水性有逐漸增大的趨勢(shì)，可能是因?yàn)榫郾０放c氧化淀粉縮聚過(guò)程中生成氨酯鍵，化學(xué)鍵結(jié)合力大，阻止了因水分子進(jìn)一步浸入導(dǎo)致淀粉鏈間距離被撐大而使大量氫鍵被破壞，形成以氨酯鍵為核心，周?chē)源罅繗滏I包覆的耐水膠層結(jié)構(gòu)。

21、可以得出的結(jié)論是氨酯鍵越多化學(xué)鍵核越多，耐水性越好。本實(shí)驗(yàn)同樣需要通過(guò)各種表征來(lái)確定最合適的實(shí)驗(yàn)條件。因此，本實(shí)驗(yàn)采用比較節(jié)省時(shí)間和材料的粗略試驗(yàn)法來(lái)確定條件，但是并未確定最合適條件。以下是丙烯酰胺接枝與共聚的步驟：在酯化后的體系中加入適量聚乙烯醇和乳化劑，待其升溫溶解后，保溫半小時(shí)待乳化充分，降溫至45C左右，然后開(kāi)始加入引發(fā)劑（之后每隔15min加入一定量），引發(fā)劑加入5min后，稱(chēng)取3g的丙烯酰胺溶于20mL水中，在3060min內(nèi)滴加入淀粉溶液中，滴加完畢后反應(yīng)1.52.0h，用5%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7.58,使剩余丙烯酰胺單體進(jìn)行自聚反應(yīng)。接枝過(guò)程時(shí)問(wèn)較長(zhǎng)，接枝完成后整個(gè)反應(yīng)

22、體系進(jìn)行自聚，反應(yīng)體系的粘度隨著丙稀酰胺單體自聚的進(jìn)行而明顯增大，體系放熱，溫度上升明顯，反應(yīng)一段時(shí)間，降溫至50C以下，得膠體狀粗產(chǎn)品。4表征與測(cè)試41取代度的測(cè)定：計(jì)算原理：當(dāng)酯化淀粉因?yàn)閴A解或者酸解之后，因?yàn)樗獾倪^(guò)程，將會(huì)獲得水解后的酸，用滴定的方式，可以測(cè)出水解后得到的酸的含量，這些酸是之前與淀粉上的羥基結(jié)合的物質(zhì)，當(dāng)用滴定的方法，確定析出的酸的量的時(shí)候，就可以得出丙烯酸與淀粉反應(yīng)的程度，這種程度可以通過(guò)乙酰含量來(lái)表示。以質(zhì)量為百分?jǐn)?shù)計(jì)算，就是取代度。乙酰含量測(cè)定原理反應(yīng)式：圖三：酯化淀粉皂化示意圖測(cè)定步驟：準(zhǔn)確稱(chēng)取經(jīng)充分干燥的產(chǎn)品5g，置于250mL容量瓶中，加入25.00mL氫氧

23、化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.5mol/L)在40C恒溫水浴中振蕩lh。再加3滴1%甲基橙指示劑溶液，然后用0.1mol/L鹽酸溶液滴定至微紅色不消失為終點(diǎn)，記下所用的鹽酸體積v0。同時(shí)準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥的原淀粉5g(與樣品等質(zhì)量)進(jìn)行空白試驗(yàn)。用0.1mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至橙紅色半分鐘內(nèi)不消失。所用的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為VlmL。將實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定三組，測(cè)定步驟同上。計(jì)算取代度的公式如下：(v0-v/*c(HC1)*0.043O二01m式中，0.043表示0.1mol/L鹽酸相當(dāng)于lmol/L的乙?；暮?。取代度的的公式如下:DS（取代度）二162*（乙?；?3-（乙?；?424.2丙烯酸酯化淀粉紅外測(cè)

24、試采用日本島津紅外分光光度計(jì)進(jìn)行紅外分析，測(cè)試中采用空白對(duì)比來(lái)獲得紅外測(cè)試圖。排除其他因素的影響，所得的圖像差距不大。4.3丙烯酸預(yù)酯化淀粉接枝丙烯酰胺粘度測(cè)試檢測(cè)方法粘度測(cè)試采取如下方法：取150mL淀粉乳液置于高型燒杯中，用NDJ1型旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)定25C黏度（mPas）。每項(xiàng)試驗(yàn)均重復(fù)3次，取平均值作為最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)。4.4粘接強(qiáng)度測(cè)試采用以下具有實(shí)際操作意義的檢測(cè)方法，將兩張大小為10X10cm2的紙張均勻涂膠，在中間5cm處，設(shè)置一根竹簽或者直鐵絲，待晾干約5h之后，將竹簽或者鐵絲以垂直紙面向外的方向提拉，紙面在相離的過(guò)程中會(huì)破損，測(cè)量?jī)蓮埣埖碾x去面積（即可以通過(guò)提拉分開(kāi)的面積），計(jì)算

25、離去面積占紙面的百分比，粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)R=lS（離去面積比例），單位是%.,可以發(fā)現(xiàn)，粘結(jié)效果最好的膠水，兩張紙的離去面積為0,粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)是R=100%。粘性最差的膠，兩張紙會(huì)完全離開(kāi)，離去面積為100%，故R=0。本膠的粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)R（五小時(shí)）穩(wěn)定在10%以?xún)?nèi)。4.5防霉性能測(cè)試取三只樣品，一號(hào)為接枝淀粉，二號(hào)為淀粉，三號(hào)為空白紙樣，將其樣品均勻涂布在濾紙上，在普通房間室溫同等條件下保存，對(duì)比其性能。本次檢測(cè)所采用的承載物為濾紙，在20天之后檢驗(yàn)以上三個(gè)樣品，均無(wú)明顯霉變情況，但是二號(hào)純淀粉略有谷物的霉味，而丙烯酰胺接枝淀粉沒(méi)有霉味，可以表明丙烯酰胺接枝丙烯酸淀粉確實(shí)提高了表觀的防霉性能。5

26、結(jié)果與討論51利用取代度表征各條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響確定測(cè)定能夠反應(yīng)試驗(yàn)進(jìn)行程度的方法之后，可以通過(guò)一系列步驟確定反應(yīng)最合適的條件組合，其過(guò)程是：在文獻(xiàn)之中查找的類(lèi)似淀粉和小分子羧酸發(fā)生反應(yīng)的條件大概范圍來(lái)確定本實(shí)驗(yàn)合成的精確條件。溫度控制：控制PH為8.5，反應(yīng)時(shí)間3h,投料比20%,探尋合理溫度；溫度變化與取代度的影響從溫度變化的情況看，在溫度較低的區(qū)間有益酯化反應(yīng)進(jìn)行，之后隨副產(chǎn)物增加而下降。試驗(yàn)溫度選擇43C比較合適。Ph控制：按照最合適溫度，反應(yīng)時(shí)間3h，投料比20%，探尋合理ph；PH值變化與取代度的關(guān)系圖片可以驗(yàn)證隨著堿性增加，堿分子能更快地滲入淀粉粒的無(wú)定型區(qū)和晶格之間，丙烯酸與淀粉

27、分子中羥基的作用機(jī)會(huì)增多，使取代度提高。但當(dāng)進(jìn)一步增加堿用量時(shí)，導(dǎo)致副反應(yīng)速度加快，取代度下降。因此，反應(yīng)體系pH值選擇9.0較合適。反應(yīng)時(shí)間控制：按照合適的溫度與pH，控制投料比例20%，探尋合理時(shí)間；反應(yīng)時(shí)間與取代度之間的關(guān)系反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)進(jìn)行越徹底，但是不夠節(jié)能，因此在控制反進(jìn)行程度和電力消耗之間做出一個(gè)權(quán)衡，選擇反應(yīng)四個(gè)小時(shí)作為反應(yīng)條件。淀粉與水配比對(duì)實(shí)驗(yàn)取代度的影響淀粉與水配比，存在以上的變化曲線，可以證明，反應(yīng)對(duì)于淀粉濃度和副反應(yīng)發(fā)生條件而言，將配比控制15%到20%有比較高的取代度，考慮反應(yīng)的利用率，將配比控制為20%是最好的。5.2對(duì)丙烯酸預(yù)酯化淀粉的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)析原淀粉的紅外測(cè)

28、試圖酯化后淀粉的紅外測(cè)試圖通過(guò)比較以上兩幅紅外測(cè)試圖，可以得出以下結(jié)論,一、酯化反應(yīng)的程度是很小的。整個(gè)測(cè)試圖之中，譜圖變化是很小的，反映了所測(cè)淀粉的結(jié)構(gòu)變化不大；二、第二圖在956cm-i出現(xiàn)的吸收峰，這是具體的雙鍵吸收峰，這表明酯化后的淀粉上確實(shí)已經(jīng)帶上了雙鍵基團(tuán)。5.3接枝共聚產(chǎn)物粘度與反應(yīng)條件的關(guān)系編號(hào)反應(yīng)之條件粘度測(cè)試mPas接枝時(shí)間（h）聚乙烯醇g烷基磺酸鈉g過(guò)硫酸銨g丙烯酰胺g14.01.00170026.01.00190034.02.00215044.01.00206054.01.00.10

29、0.403.00234064.01.002300各項(xiàng)試驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響程度示意圖上表各組合成的最后產(chǎn)物的粘度，以表格形式呈現(xiàn)：通過(guò)上表可以簡(jiǎn)單得出結(jié)論，影響反應(yīng)的進(jìn)行之因素按照程度的大小順序排列是：過(guò)硫酸銨的影響最大，其次是丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉，聚乙烯醇的影響較小。綜合考慮，可以適當(dāng)升高過(guò)硫酸銨的量，保證實(shí)驗(yàn)反應(yīng)可以更加經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行。另外，由于時(shí)間的關(guān)系，并沒(méi)有對(duì)丙烯酰胺接枝共聚反應(yīng)的最佳條件進(jìn)行更加詳細(xì)的討論，這是本次試驗(yàn)的一大遺憾。5-4實(shí)用性的討論本試驗(yàn)產(chǎn)物的防霉性能與粘結(jié)性能在簡(jiǎn)陋的條件下進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試表明，淀粉在酯化與接枝共聚的兩個(gè)反應(yīng)之后，表現(xiàn)出了強(qiáng)于普

30、通淀粉的應(yīng)用性能。在粘結(jié)性能上，以本文的粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)R為對(duì)比，可以驗(yàn)證經(jīng)過(guò)改良的淀粉，其粘結(jié)性好于普通淀粉；在防霉性能上，雖然測(cè)試結(jié)果有一定的主觀性，但是表現(xiàn)出的防霉性能確實(shí)比為改良的淀粉的性質(zhì)要優(yōu)。由于時(shí)間和條件的限制，此外的許多性質(zhì)測(cè)試未能進(jìn)行分析，或者未能進(jìn)行精密有效地測(cè)試，但是可以推斷，本產(chǎn)物在初粘性、保質(zhì)期等等方面，是要優(yōu)于普通淀粉的。6總結(jié)與展望本次試驗(yàn)中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，也存在很多不足，主要是以下幾點(diǎn)：一、并未達(dá)到十全十美的綠色合成。在本次試驗(yàn)中，很多條件其實(shí)可以通過(guò)理論計(jì)算以及文獻(xiàn)查找來(lái)確定，而不需通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)完成，但是一方面實(shí)際情況可能與理論值存在出入，另外查找類(lèi)似文獻(xiàn)也是一項(xiàng)繁雜的任務(wù)，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的反應(yīng)物的新穎性，這項(xiàng)任務(wù)也成為一大困難，所以最后還是采用了實(shí)驗(yàn)操作的驗(yàn)證方法來(lái)確定最佳條件吻；二、丙烯酰胺接枝共聚的具體條件沒(méi)有確定。本實(shí)驗(yàn)最后確定的丙烯酰胺的反應(yīng)條件只是一個(gè)大概的值，因?yàn)橐芎玫拇_定溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間、五種物質(zhì)投料比例、這八個(gè)條件即使采用比較簡(jiǎn)單的正交試驗(yàn)也需要30次以上的試驗(yàn)，對(duì)于已存在的第一個(gè)丙烯酸酯化條件確定的任務(wù)而言，無(wú)法有充足時(shí)間保證丙烯酰胺的共聚反應(yīng)來(lái)確定精確條件的。三、所生成的物質(zhì)的具體優(yōu)點(diǎn)與用途沒(méi)有探明。所得出的丙烯酰胺接枝丙烯酸酯化淀