淀粉接枝系高吸水吸油树脂的制备

论文摘要

淀粉接枝系高吸水性树脂是一种含有亲水基团的新型高分子网状聚合物材料，具有极强的吸水性能，其产品具有广泛的用途，现已渗透到农业、石油工业、医药卫生等各个领域。高吸油树脂是一种可吸油(包括有机液体)材料，因其吸油率大、保油性好、油水选择性强等优点，引起环境科学工作者的广泛关注，已开始逐步取代传统吸油材料应用于环境治理领域。本文以玉米淀粉为研究母体，试探性的研究了淀粉接枝系高吸水吸油树脂的制备方法、形态结构特征，为今后研究制备高吸水吸油性树脂开辟了新的途径。本论文通过对淀粉进行接枝共聚改性，制得的接枝共聚物具有淀粉和各个单体的多重优良性能，使其在吸水和吸油方面同时发挥作用。根据以往单独研究的吸水以及吸油树脂的文献资料，采用自由基聚合的方法，以过硫酸铵为引发剂，以丙烯酸、醋酸乙烯酯为单体，研究淀粉改性制备高吸水吸油树脂的工艺及条件。同时还研究了引发剂用量、单体配比、反应温度、加料方式等对聚合物性能的影响。进一步通过正交实验，最后得到试验体系下最佳的工艺条件：引发剂用量为0.5g，交联剂用量为0.05g，淀粉与单体配比为1：4，吸水单体与吸油单体配比2：1，丙烯酸中和度为90％，反应时间为7h，反应温度(水浴)为65℃。在优化方案条件下得到的接枝物具有较高的吸液性能。通过极差分析得出各因素对反应影响的主次：引发剂用量，淀粉与单体比，交联剂用量，单体比。在最佳实验条件下得到的产物，其最大吸水率为455g／g，最大吸油率为26.5g／g。虽然较分别吸液时小很多，但已具有同时吸液性，仍需进一步的研究。最后使用红外光谱和扫描电镜分析了所合成的高吸水吸油树脂的形态与结构，发现共聚单体的组成对高吸水吸油树脂的分解温度和表面形貌结构特征都存在较大影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 高吸水吸油树脂简介
• 1.1 淀粉系高吸水树脂的简介
• 1.1.1 淀粉系高吸水树脂的种类
• 1.1.2 淀粉系高吸水树脂的合成方法
• 1.1.3 高吸水树脂的吸水机理
• 1.1.4 高吸水树脂的应用
• 1.1.5 淀粉系高吸水树脂的研究进展
• 1.2 高吸油树脂的简介
• 1.2.1 淀粉系高吸油树脂的种类
• 1.2.2 淀粉系高吸油树脂的合成方法
• 1.2.3 高吸油树脂的吸油机理
• 1.2.4 高吸油树脂的应用
• 1.2.5 淀粉系高吸油树脂的研究进展
• 1.3 本文研究的目的及主要意义
• 本章小结
• 第二章 淀粉系高吸水吸油树脂的制备
• 2.1 概述-淀粉的结构与性质
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验主要原料
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 合成路线图
• 2.3 反应步骤
• 2.3.1 淀粉糊化
• 2.3.2 接枝单体的选取
• 2.3.3 接枝共聚
• 2.4 共聚物的结构表征
• 2.4.1 共聚物红外表征
• 2.4.2 共聚物扫描电镜表征
• 本章小结
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 引发体系的选择
• 3.2 淀粉糊化及温度的影响
• 3.3 引发剂的影响
• 3.4 交联剂的影响
• 3.5 单体的影响
• 3.6 反应温度的影响
• 3.7 丙烯酸中和度的影响
• 3.8 投加料顺序的影响
• 3.9 搅拌速度对接枝共聚的影响
• 3.10 淀粉浓度对接枝性能的影响
• 本章小结
• 第四章 正交试验及结构分析
• 4.1 正交试验筛选最优化工艺条件
• 4.2 高吸水吸油树脂的红外分析图谱
• 4.3 高吸水吸油树脂的扫描电镜分析
• 本章小结
• 第五章 树脂的性能测试
• 5.1 吸收性能
• 5.1.1 温度对吸液率测定结果的影响
• 5.1.2 树脂对不同待测液的吸收性能
• 5.2 吸液速率
• 5.3 保水保油能力
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢