乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)对淀粉基木材胶特性的影响
淀粉基木材胶黏剂的研究概况综述

淀粉基木材胶黏剂的研究概况综述摘要:传统的淀粉胶黏剂不能用于木材的黏结,对淀粉的改性成为一直以来研究的方向。
该文对淀粉基木材胶黏剂的研究状况做了回顾,在此基础上提出今后发展的思路。
关键词:淀粉变性淀粉淀粉基木材胶黏剂我国的人造板加工业需要消耗大量的胶黏剂,主要包括“三醛”胶、白乳胶和异氰酸酯胶等合成高分子胶粘剂以及少量淀粉类、蛋白质类和单宁类等天然高分子胶粘剂。
但随着木材加工业的不断发展和人们环保意识的增强,推动了对现有的木材胶黏剂产品进行更新换代的步伐:以廉价易得的可再生天然高分子资源淀粉为主要原料,采用绿色新工艺、开发低甲醛乃至无甲醛木材胶黏剂是主潮流之一。
[1]在木材工业应用领域,传统淀粉胶由于其耐水性、耐腐性、胶接强度等不足始终无法与合成高分子胶抗争。
采用新型改性手段克服淀粉自身缺陷,从深度和广度开发淀粉基木材胶黏剂己成为国内外学者普遍关注的课题。
1 淀粉基木材胶黏剂的研究现状对淀粉上的亲水性基团羟基进行氧化、酯化、醚化、接枝、交联等改性反应,降低羟基数量,或导入活性基团(醛基、羧基、酰胺基等),这些基团能在固化过程中发生交联缩合反应,生成牢固的亚甲基键、氨酯键和脲键等耐水化学键,形成紧密的网状骨架,防止水分子切入对氢键造成破坏,以提高耐水性能,同时,大量极性基团的存在也增加了粘结强度及胶本身的剪切强度。
1.1 接枝改性淀粉通过对淀粉进行接枝共聚,增加了疏水链,共聚物既保留了淀粉自身的特性,又具有合成高分子的特性,从而使淀粉胶黏剂性能提升。
烯类单体接枝共聚物:以亲水的半刚性链的淀粉大分子为骨架与带有极性基团的烯类不饱和单体接枝共聚(广泛应用的有丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯等),在引发剂的作用下,淀粉中的葡萄糖苷单元C2和C3上羟基键断裂形成自由基,从而引发与烯类单体的接枝共聚反应/可引入多个单体的不同官能团及调节亲水-亲油链段结构比例而得到目标产物。
吴艳波[2]等研究以玉米淀粉为接枝骨架,过硫酸铵为引发剂,丙烯酸乙酯(EA)和乙酸乙烯酯(V Ac)为接枝单体,合成出一种具有储存稳定性能好、干燥速度快、剪切强度大、耐水性强等优点的乳液淀粉基木材胶粘剂。
环保淀粉胶黏剂适用于木材上

环保淀粉胶黏剂适用于木材上淀粉是一种可再生的天然生物质高分子化合物,原料来源丰富且价格低廉,是一种可生物降解的再生资源。
由淀粉为原材料生产的胶黏剂具有无毒、无异味、无公害等特点。
淀粉胶黏剂自在美国问世以来便受到人们的极大关注,上个世纪80年代,淀粉胶黏剂在中国纸制包装行业得到大力推广。
在世界原油日趋减少的今天,以石油化工产品为原料的木材胶黏剂形势严峻。
那么,以淀粉为原料的胶黏剂在木材行业的应用将有着节约成本、节省资源、绿色环保等优势。
淀粉(分子式: (C6H10O5)n)是由许多脱水葡萄糖单元经糖键连接而成,在每个葡萄糖单位的C2、C3和C5上各有一个羟基,因而在一个淀粉链状高聚物分子上就有成千上万个活性羟基,而每个淀粉颗粒又是由数不清的直链淀粉和支链淀粉分子链以结晶区和不定形区的形式交织组成[1-3],因此,在淀粉胶黏剂中羟基的数目是以一个很大数量级来计数的,而淀粉胶黏剂的粘接力正是来源于为数众多的羟基产生的氢键结合力。
虽然单个氢键的结合力比其他化学键较弱, 但当数量极其庞大时,所产生的总结合力是比较可观的。
用淀粉胶黏剂粘接胶合板,根据国家标准GB9846. 1-12-8 进行胶合强度破坏性检测中,其干强度能基本满足要求。
然而,当按II类胶合板检测耐水胶合强度时,却全部不合格。
试件在(63±3)℃热水中浸渍3h后,全部开胶[4],这说明淀粉胶黏剂是不耐水的,其原因同样是由于存在为数众多的羟基,羟基极易与水以氢键形式结合,它对被胶接材料的吸附轻易地被水所解吸。
这样,淀粉胶黏剂的湿胶合强度就受到了严重的破坏。
因此,要提高淀粉胶黏剂的耐水性能,必须针对羟基进行化学改性,通过氧化、酯化、接枝、交联等手段来封闭羟基和引入其他活性基团,使整个胶黏剂体系中的羟基数目降到恰当的程度并保持有足够的活性基团数目,保证胶黏剂固化过程中这些活性基团相互间发生交联缩聚反应形成牢固的网状结构,既保证了胶合强度又提高了耐水性[5]。
乳化剂对糯小麦淀粉老化特性的影响

粉老化特性 的影响进行研究 ,比较乳化 剂对糯 质小麦 淀粉及 普通小 麦淀粉老 化特性影 响 的异 同。结 果表 明 :
直链淀粉的含量 、水分含量都与糊化淀粉 的老化程度呈 正相关 。直链 淀粉 的含量是 决定淀粉 老化程度 的最主
要 因素 ,乳化剂与淀粉分子相互作用形成稳定 的复合 物 ,减缓 了淀 粉的老化 。同时乳化 剂 的复 配能一定 程度 地加强抗老化的效果 。总体上讲 ,糯质小麦淀粉 的各种 良好 的理化 特性 ,使其在淀粉基 生物材料 抗老化 上有
sa c lc l sc n r c mb n t n b h ms l e h t r g r c s . T e s ag t h i f my o e t n myo e tr h moe u e a e o i a i y t e ev si te so a e p o e s o n h t i h a n o lp ci a d a ls r c a n t n o p r l 1 I r v r t r sal e f m mo p o s sae T e rt ga ain p e o n al s n f a t e u e e d t a a e . t e e t o c y t i r l l n o a r h u tt . h er r d t h n me a c l i i c n l r d c o o g i y t e q ai n e fr a c ft e sa c — a e i mae il p o u t . T i s d s o h n u n e o myo e c n h u l y a d p r m n e o t r h b s d bo tr s r d c s t o h a h s t y i n t e i f e c fa ls o — u l tn s mosu e c n e ta d e li e o er g a a in p o ete fW a y sa c . T e s lrt s a d d s i lr is e t, itr o tn n mu sf m n r t r d t r p r so x tr h i o o i h i a i n ismi i e mi i e at
乳化剂对淀粉浆料糊化和流变特性的影响

到糊 化性 质 ]以及 流变 性 的影 响 。糊化 是淀 粉 的 基本 特性 ,淀 粉 浆 料在 生 产 以及 应 用 过 程 中效果 好坏 都 与糊化 性 质密 切相 关 。同 时淀粉 糊 本身属 于非 牛顿 流体 ,根 据流 变学 理论 ,剪 切速 率对 淀粉 糊 的黏度 有很 大影 响 ],其 黏 度 在 经纱 上 浆 过 程 中表 现 出剪切 稀 化 现 象 ,因此 对 淀 粉糊 流 变性 质 的 研 究 对 实 际 应 用 也 具 有 重 要 意 义 。
第 44卷 第 2期 2016年 2月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
挥 噍僻 技 术
Cotton Textile Technology
【 19 1
乳 化 剂 对 淀 粉 浆 料 糊 化 和 流 变 特性 的影 响
蔡 庆 范 雪 荣 王 强 徐
(江 南 大 学 ,江 苏 无 锡 ,214122)
进
摘 要 : 探 讨不 同乳化剂添加量 的淀粉浆 的糊 化特 性和 流 变特性 。 以玉 米淀粉 为原料 ,加入 相对 于淀粉
基 金 项 目 :江 苏 省 生 态 染 整 技 术 重 点 实 验 室 、江 苏 省 纺 织 上 浆 工 程 技 术 研 究 中 心 、江 苏 省 产 学 研 联 合 创 新 资 金 资 助 项 目
(BY 20l3Ol5—18,BY2Ol4O23—05)
作 者 简介 :蔡 庆 (1990),男 ,在 读 硕 士 研 究 生 ;范 雪 荣 ,通 信 作 者 , 教 授 ,wxfxr@ 163.COWl 收 稿 日期 :2015一O9 25
Cai Qing Fan Xuerong Wang Qiang Xu Jin
(Jiangnan U niversity,Jiangsu W uxi,214122) A bstract G elatinization property and rheologieal property of starch size m ixture w ith different em ulsifier a mounts were discussed.Corn starch was used as raw materia1.Different ratios of emulsifier com pared with starch dry basis were added.The changes of starch gelatinization property and rheological property after adding em ulsifi— er were com pared.The results show that the peak value,valley value and final value starch sizing viscosity are de— ceased obviously after adding em ulsifier.M oreover,as the increase of em ulsifier am ount,the viscosity keeps de— creasing and the starch sizing shows better stability.During the cooling process,the original starch viscosity is in creased clearly.A fter adding em ulsifier,the viscosity turns tO stable and the resuscitation value is obviously re— duced.It is considered that starch sizing has better shear—resistance stability after adding em ulsifier,lower viscoe lastic fluid property.Better fluid characteristic can be seen as the increase of em ulsifier adding amount. Key W ords Corn Starch,Em ulsifier,Gelatinization Property,Rheological Property,Sizing Viscosity
淀粉基木材胶黏剂概述

淀粉基木材胶黏剂概述一、淀粉以天然形式存在的淀粉颗粒,属于多糖类物质,其主要组成包括支链淀粉(AP)和直链淀粉(AM),其中支链淀粉是大多数淀粉的主要组分,直链淀粉为次要组分,此外淀粉中还包括少量影响淀粉性质的蛋白质、脂肪酸、矿物质等。
直链淀粉是由α-1,4-糖苷键连接而成的线性分子,其分子结构如图1-1,在直链淀粉的分支点上存在以α-1,6-糖苷键连接的轻微分支结构,分支点间隔较远,直链淀粉呈双螺旋线型结构,螺旋结构的内部只含有氢原子,外部则主要由羟基构成,羟基亲水,故其具有水溶性。
支链淀粉是具有高度分支的高分子多糖,主要由α-D-葡萄糖通过1,4糖苷键连接成的短链组成,这些短链在还原端又通过α-1,6糖苷键连接在一起,其分子结构图如图1-2。
支链淀粉的高度分支可以形成大分子交联网状结构,其支链空间的位阻较大,故其表现为良好的黏结效果,且不利于水分子的进入。
不同来源的淀粉所含的直链与支链比例不同,通常,对于直链淀粉来说,谷类来源淀粉高于根类来源淀粉,谷类中大概含有20%~25%的直链淀粉,而根类中仅含17%~20%,此外,还有一些突变植株,即蜡质玉米淀粉和高直链玉米淀粉,其中蜡质玉米淀粉中的直链淀粉含量或低于1%,而高直链淀粉中则含有高达50%~70%的直链淀粉。
淀粉自身性质取决于淀粉的相对分子质量以及淀粉分子结构中所含的直链淀粉与支链淀粉的比例,有研究表明,淀粉中含有的支链淀粉越多,其内部结构较为疏松,排布较为杂乱,则其分子间作用力较弱,相对分子质量较大的淀粉也有此种表现,故破坏其氢键所需要的能量较低,从而糊化温度较低。
二、淀粉胶黏剂淀粉胶黏剂是以淀粉为原料制备而成的天然胶黏剂,淀粉是一种高分子聚合物,其支链淀粉可生成糊,直链淀粉起促进凝胶的作用。
现阶段在木材胶黏剂行业,以淀粉为原料制备的绿色环保高性能胶黏剂是研究的重点和未来发展的趋势,但作为木材胶黏剂,淀粉分子中含有大量的羟基基团,这直接导致了淀粉胶黏剂耐水性极差,成为淀粉胶黏剂在木材行业发展的最大阻碍。
十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺相互作用

十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺相互作用十二烷基硫酸钠(SDS)是一种常用的表面活性剂,而聚丙烯酰胺(PAM)是一种聚合物。
它们之间的相互作用是指SDS和PAM在一定条件下发生的相互作用现象。
这种相互作用在科学研究和工业应用中具有重要意义。
我们来了解一下十二烷基硫酸钠。
SDS是一种阴离子表面活性剂,具有良好的表面活性和乳化性能。
它的分子结构中含有一个疏水的十二烷基链和一个亲水的硫酸钠头基。
这个结构使得SDS在水中形成胶束结构,疏水链朝向内部,亲水头基朝向外部。
这种胶束结构可以降低液体的表面张力,提高液体的分散性和乳化性。
而聚丙烯酰胺是一种高分子化合物,具有很强的吸水性和保水性。
它的分子结构中含有丙烯酰胺单体,通过聚合反应形成线性或交联的聚合物。
PAM具有很高的分子量,可以在水中形成大分子网状结构。
这种结构能够增加液体的粘度和黏度,提高液体的稳定性和流变性能。
当SDS和PAM共同存在时,它们之间会发生相互作用。
一方面,SDS可以与PAM分子的亲水基团发生静电相互作用,形成SDS-PAM复合物。
这种相互作用可以改变PAM分子的空间构型和溶解度,影响PAM的吸水性和保水性。
另一方面,SDS的胶束结构可以包裹PAM分子,形成SDS-PAM胶束。
这种胶束结构可以增加PAM分子的稳定性和分散性,改善PAM的流变性能和加工性能。
SDS和PAM的相互作用还可以影响它们在溶液中的行为。
例如,当SDS和PAM溶液的浓度逐渐增加时,它们之间的相互作用会变得更加显著。
此时,SDS和PAM分子之间的相互作用力会增强,导致溶液的黏度和流变性能增加。
同时,SDS和PAM分子之间的相互作用还可以形成一定的空间排列结构,影响溶液的微观性质和宏观性质。
在工业应用中,SDS和PAM的相互作用可以被利用于多种领域。
例如,在油田开发中,SDS-PAM复合物可以作为增稠剂和流变剂,提高水驱油的效果。
在废水处理中,SDS-PAM胶束可以作为絮凝剂和沉淀剂,提高污水的净化效率。
乳化剂对淀粉分散的影响

乳化剂对淀粉分散的影响
乳化剂对淀粉分散的影响是一个复杂而重要的研究领域。
乳化剂在食品加工中起着关键作用,可以改变淀粉的物理和化学性质,进而影响其分散性和应用。
首先,乳化剂可以改变淀粉的表面性质。
淀粉颗粒表面具有一定的疏水性,这使得它们在水中难以均匀分散。
然而,乳化剂可以降低淀粉颗粒表面的疏水性,使其更容易被水润湿和分散。
这种改变表面性质的效果与乳化剂的种类和浓度有关。
其次,乳化剂可以影响淀粉颗粒的粒径和粒度分布。
在适当的乳化剂条件下,淀粉颗粒可以更均匀地分散在水中,形成更稳定的悬浮液。
这种分散性的改善有助于提高淀粉在食品加工中的使用效果,如改善食品的口感、质地和稳定性。
此外,乳化剂还可以影响淀粉的吸水性和膨胀性。
乳化剂可以降低淀粉颗粒表面的水合作用,从而降低其吸水性。
同时,乳化剂还可以影响淀粉颗粒内部的结晶结构,进而影响其膨胀性。
这些变化对淀粉的加工和应用性能产生重要影响。
总之,乳化剂对淀粉分散的影响是多方面的,包括改变表面性质、粒径和粒度分布、吸水性和膨胀性等。
了解这些影响有助于更好地控制淀粉的加工和应用过程,提高食品的质量和稳定性。
未来研究可以进一步探讨不同种类的乳化剂对淀粉分散的影响机制和优化条件,为实际应用提供更准确的理论依据。
十二烷基硫酸钠cas151-21-3SDS表面活性剂介绍

十二烷基硫酸钠cas151-21-3SDS表面活性剂介绍十二烷基硫酸钠 SDS 表面活性剂别名月桂基硫酸钠;十二烷基硫酸氢钠;Dodecyl sodium sulfate;Sodium lauryl sulfate;Dodecyl sulfate sodium salt;Lauryl sulfate sodium salt。
英文名称Sodium dodecylsulfateCAS 151-21-3分子式 C12H25O4SNa分子量 288.38纯度 Approx.95% as based on total外观(性状)白色粉末SDS说明:生化研究,用于从蛋白质中分离核酸,从宿主细胞中脱落某些病毒;蛋白电泳试剂,也可用于质粒提取SDS生物学应用:(1) SDS是阴离子表面活性剂常用于蛋白质和类脂类的电泳分离。
当其与蛋白质混合,质量比达到1.4:1时,SDS能破坏蛋白质分子间以及其他物质分子间的非共价键使蛋白质的构象发生变化继而使蛋白质变性解离成单一亚基,从而降低或消除了各种蛋白质分子间的天然电荷差异。
电泳常用10%的SDS作为储备液。
(2) SDS可以迅速破坏组织结构,抑制RNase和脱氧核糖核苷酶(DNase)活性,所以SDS也是核酸纯化试剂的关键组分。
通常使用10%或者20%的SDS储备液,SDS的工作浓度是0.1-0.5%。
SDS贮存条件:密封阴凉干燥保存;SDS毒性:低毒,大鼠经口半数致死量为1288mg/kg。
有刺激性。
Leuco dye底物1Leuco dye底物2Leuco dye底物3吡咯酯吡咯酯衍生物5-溴-4-氯-3-吲哚辛酯5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸酯对甲苯胺盐5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷5-溴-4-氯-3-吲哚-N-乙酰-β-D-葡萄糖苷5-溴-4-氯-3-吲哚-N-乙酰-β-D-半乳糖苷5-溴-6-氯-3-吲哚辛酯5-溴-6-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖醛酸苷钠盐5-溴-6-氯-3-吲哚磷酸二钠盐5-溴-6-氯-3-吲哚磷酸酯对甲苯胺盐5-溴-6-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷5-溴-6-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷5-溴-6-氯-3-吲哚-N-乙酰-β-D-葡萄糖苷5-溴-6-氯-3-吲哚-N-乙酰-β-D-半乳糖苷5-溴-3-吲哚-β-D-葡萄糖醛酸苷钠盐5-溴-3-吲哚磷酸二钠盐5-溴-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷5-溴-3-吲哚-β-D-半乳糖苷6-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷6-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷6-氯-3-吲哚-N-乙酰-β-D-葡萄糖苷6-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖醛酸6-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖醛酸钠盐6-氯-3-吲哚磷酸酯对甲苯胺盐N-甲基吲哚-N-乙酰-β-D-半乳糖苷N-(2-乙酰氨基)-2-氨基乙酯-磺酸甘氨酰-精氨酰四甲氧基-β-萘胺微生物显色底物小编zzj 2021.1.27。
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乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)对淀粉基木材胶特性的影响汪振炯;顾正彪;李兆丰;程力【摘要】研究了乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)对淀粉胶胶接强度和低温储藏稳定性的影响。
对比没有加入SDS的淀粉胶,加入SDS后胶的粘结强度均有所提高,最佳添加量为淀粉用量的1%,此时干强度提高了60.1%,湿强度提高了211.5%。
此外,SDS可以有效地提高反应的接枝参数,接枝率提高了93.7%,接枝百分率提高了83.8%。
耐低温稳定性实验证明,加入乳化剂可以增加淀粉胶通过冷藏-解冻循环的次数。
动态时间扫描实验和TEM的结果证明,加入SDS有利于削弱淀粉分子之间的氢键作用力,促进淀粉与单体之间发生接枝反应,从而改善了淀粉胶乳液的粘结性能及稳定性。
%The effects of emulsifiers(SDS) on storage stability in low temperature and bond strength of starch-based wood adhesive were pared to starch-based wood adhesive without emulsifiers,emulsifier-fortified starch-based wood adhesive all exhibited enhanced glue strength.The optimum amount of SDS is 1% of starch content.In particular,SDS has the most significant effect that dry strength of starch-based wood adhesive was increased by 60.1% and the wet strength was increased by 211.5%,respectively.The grafted parameters were also remarkably increased by adding SDS,for instance G increased by 93.7% and GE increased by 83.8%.It was proved by the stability test of low temperature resistance that emulsifiers can increase the numbers of cooling-thawing circulation.Starch-based wood adhesive with SDS has the best effect from five circulations.The results of dynamic time sweep experiments and TEM showed that SDS could weaken hydrogen'sbonding strength of the starch molecules,and significantly enhance the parameters of grafted reaction,thereby finally improve the bonding properties and stability of starch-based wood adhesive emulsion.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2011(037)012【总页数】4页(P29-32)【关键词】淀粉;木材胶;十二烷基硫酸钠(SDS);胶接性能;耐低温储藏性【作者】汪振炯;顾正彪;李兆丰;程力【作者单位】江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122;江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122;江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122;江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TS202我国是世界木材胶粘剂生产大国,产量排名世界第一,2010年产量达500万t [1]。
目前我国木材胶粘剂工业主要生产以石化产品为主要原料的合成高分子类胶粘剂。
随着石油资源的日益紧张和人们环保意识的增强,采用可再生、可降解、环保无污染、低成本资源如淀粉等为原料开发绿色环保高性能的木材胶粘剂受到越来越多研究人员关注[2-7]。
本实验室以蜡质玉米淀粉为原料,与醋酸乙烯酯单体通过接枝共聚反应合成了一种新型淀粉基木材胶粘剂。
由该工艺制备出的淀粉基木材胶粘剂具有淀粉含量高,粘接性良好,成本低廉,外观乳白等特点[8-9],但是仍然存在粘结强度较差,在低温下易凝沉等缺点。
为了改善淀粉胶的综合性能,本文通过在接枝共聚反应前加入乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS),系统研究了加入乳化剂前后对淀粉胶粘性能及耐低温储存性能的影响,及其对提高淀粉胶性能的可能机理。
1 材料与方法1.1 材料与仪器蜡质玉米淀粉,秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司提供;过硫酸铵(AR),十二烷基硫酸钠(AR),醋酸乙烯酯(CP),HCl(AR),NaHCO3(AR):国药集团化学试剂有限公司产品;BROOKFIELD DVII+Pro黏度计,美国Brookfield公司;AR-1000流变仪,美国TA公司;Bruker D8 x-射线衍射仪,美国Bruker公司;H-600型透射电镜,日本日立公司;万能材料试验机,深圳凯强力公司。
1.2 实验方法1.2.1 淀粉基木材胶的制备和接枝参数、力学强度的测定未添加乳化剂的淀粉胶制备方法如下:将50 g(干重)蜡质玉米淀粉、100 mL 0.5 mol/L的HCl配制成一定质量分数的淀粉乳,装入配有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中,在60℃下酸解一段时间后调pH至中性,加入1/4的APS和1/4的VAc单体后,于60℃下保温30 min后升温至70℃,温度稳定后,加入剩下的3/4 APS,然后以一定的滴速开始滴加剩余3/4的醋酸乙烯酯单体进行接枝共聚反应,反应时间为3 h,结束后升温到80℃保温30 min,然后降温到50℃,用NaHCO3溶液调节反应液的pH至6.0左右得到终产物。
加入乳化剂的淀粉胶的制备方法:乳化剂随初始的1/4的APS和VAc单体一同加入,其余工序同未添加乳化剂的淀粉胶制备方法,乳化剂的添加量以淀粉的干重计算,淀粉胶的力学性能以及淀粉接枝共聚物的制备工艺以及相关接枝参数的测定方法参见文献[9-13]。
1.2.2 低温下贮藏稳定性测定加入SDS的淀粉胶和未加SDS的淀粉胶分别装入50 mL离心管,置于4℃冰箱中贮藏24 h。
25℃下静置2 h后用DV-Ⅱ+Pro型Brookfield黏度仪测定黏度变化(转子SC4 -29),转速50 s-1,测定3 min 内的黏度平均值,试样依次经历6次温度循环。
当样品黏度超过30 000mPa·s后视为失去流动性,停止该循环实验。
1.2.3 时间扫频研究将淀粉胶置于AR1000流变仪测定平台,选用40 mm的平板模具和稳态测定程序,平板间距1 mm。
刮去平板外多余样品,加上盖板,并涂抹硅油以防止水分蒸发。
在线性粘弹区内进行动态时间扫描实验,具体条件为:温度4℃,扫描应变1%,扫描时间4 h,扫描频率0.5 Hz。
1.2.4 TEM分析利用日立的H-600型透射电镜观察乳液中的粒子形态,加速电压为80 kV,样品用2%醋酸铀溶液染色后观察。
2 结果与讨论2.1 SDS对淀粉胶粘接能力和接枝参数的影响SDS对淀粉胶粘接性能和接枝参数的影响见表1。
由表1可见,加入SDS之后所制备的淀粉胶的粘接性能较未添加SDS制备的淀粉显著提高,最佳添加量为1%,此时干强度由2.13 MPa提高到3.41 MPa,湿强度也从0.52 MPa提高到1.62 MPa,分别提高60.1%和211.5%。
此外,由表1可知,当加入乳化剂浓度不超过1%时,接枝率(G)和接枝效率(GE)都有提高。
接枝率提高了93.7%,而接枝百分率提高了83.8%,证明接枝参数的提高有利于最终产品粘接强度的提高。
表1 不同SDS用量对淀粉胶胶接特性及接枝参数的影响乳化剂添加量/%G/%GE/%干强度/MPa湿强度/MPa 0.0 17.5±2.8 32.8±4.5 2.13±0.06 0.52±0.13 0.1 20.2±3.3 39.2±6.2 2.35±0.08 0.79±0.10 0.5 23.5±3.3 50.2±5.12.87±0.07 0.93±0.12 1.0 33.9±4.3 60.3±5.0 3.41±0.07 1.62±0.08 1.5 30.5±2.1 49.5±6.5 3.21±0.05 1.12±0.11淀粉接枝是在水相中进行,单体醋酸乙烯酯需要分散在水相中形成液滴之后,与受引发剂引发所产生的淀粉自由基发生碰撞之后才能发生接枝共聚反应[10-13]。
乳化剂可以降低表面张力,便于单体分散成细小的液滴,即分散单体以增加淀粉与单体分子的接触机会,创造更多的活性位点[14-15]。
但是乳化剂也不是越多越好,当乳化剂添加量超过1%之后并未提高淀粉胶的粘接性能,而且会降低接枝参数。
乳化剂用量过大之后,除了增加原料成本之外,会使得体系中油水界面膜加厚,阻碍自由基扩散,抑制单体的转化[16],降低反应活性,因此导致接枝参数降低,故在后面的研究中选择1%为最佳添加量。
2.2 乳液稳定性研究一般来说,乳液稳定性可以利用低温储存-室温解冻循环实验之后乳液的粘度变化来评价。
耐冻融能力比较好的乳液,其在室温条件下贮藏时间相对较长。
考虑到淀粉在4℃下最易发生凝沉,因此采用4~25℃作为冻融循环实验的循环温度。
表2显示加入SDS和未加入SDS的淀粉胶经过6次低温储存-室温解冻循环之后的黏度变化。
由表2可见,经过低温储存-室温解冻循环之后,所有样品的黏度均有一定上升趋势。
表2 添加SDS和未添加SDS的淀粉胶经过冻融循环后的黏度变化注:“—”表示样品体系黏度超过30 000 mPa·s,基本失去流动性。
序号未加SDS的淀粉胶黏度/mPa·s添加乳化剂的淀粉胶的黏度/mPa·s 0 7 500±470 5 000±295 1 11800±1 325 6 000±420 2 27 200±2 855 8 100±725 3—12 500±1 420 4 18000±1 730 5—25 000±2 425—6——不加乳化剂的淀粉胶的黏度增加程度较大,2次循环之后基本失去流动性,而加入乳化剂处理之后的淀粉胶在经历冷藏-解冻循环之后黏度的增加程度明显减缓,可以通过5次循环,证明加入乳化剂之后显著改善了淀粉胶粘剂体系耐低温储存的能力。