2改性淀粉胶粘剂的研究与应用
改性淀粉(PSM)在纺织染色中的应用研究
改性淀粉(PSM)在纺织染色中的应用研究改性淀粉(PSM)是一种在纺织染色中被广泛应用的重要材料。
它具有良好的可溶性、可改性和可降解性，在纺织染色过程中起到了关键作用。
本文将详细探讨PSM在纺织染色中的应用研究，包括PSM的性质、应用方法和效果评估等方面。
首先，PSM具有良好的可溶性和可改性。
改性淀粉是通过修改淀粉分子结构来增强其功能特性。
一般来说，PSM可以通过酸、酶、高温等方法进行改性处理，从而获得所需要的性质。
改性淀粉可以调节其在纺织染色中的黏度、溶解性和稳定性等特性，从而满足不同染色条件和要求。
其次，PSM在纺织染色中的应用方法多种多样。
在染色前，可以将PSM作为粘合剂或分散剂，用于纺织物的预处理和前处理。
PSM可与染料和纺织物表面相互作用，增强染料的附着力和色牢度。
在染色过程中，可以将PSM与染料一起添加到染液中，通过增加粘度和稳定性，提高染色效果。
此外，PSM还可以作为阻隔剂，用于控制染料在纺织物上的扩散。
在染色后，PSM可以用作后处理剂，帮助固定染料，提高纺织品的色牢度。
在改性淀粉在纺织染色中的应用研究中，还需要进行效果评估。
主要包括染色效果、彩牢度、力学性能和环境影响等方面的评估。
染色效果可以通过显微镜观察染色物在纺织物上的分布情况来评估。
彩牢度可以通过洗涤、摩擦和光照等测试来评估染料的耐久性。
力学性能评估可以通过拉伸、撕裂和磨损等测试来评估纺织品在染色过程中是否受到影响。
环境影响评估可以通过测量废水和废气中的有害物质来评估染色过程对环境的影响。
在PSM在纺织染色中的应用研究中，还需要解决一些挑战。
首先是改性淀粉的稳定性问题，染料与纺织物表面的相互作用往往导致PSM的降解和流失。
其次是染料的选择和配方问题，不同染料和纺织品对PSM的要求不同，需要进行选择和优化。
此外，环境友好性和可持续性也是考虑的重要因素，绿色和可降解的PSM更受欢迎。
综上所述，改性淀粉(PSM)在纺织染色中具有广泛的应用前景。
改性淀粉的研究进展及其应用综述
改性淀粉的研究进展及其应用综述李月丰（湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙 410128）摘要：本文综述了改性淀粉的主要特点，阐述了改性淀粉在各领域的应用研究，展望了改性淀粉的发展前景。
关键词：改性淀粉；应用；研究进展0、前言淀粉是天然高分子聚合物，是自然界来源最丰富的一种可再生物质，可降解，不会对环境造成污染。
由直链淀粉和支链淀粉两部分组成，其水解的终产物为葡萄糖。
改性淀粉以天然淀粉为原料经过特定的化学方法、物理方法、酶处理法, 改良其原有性能的淀粉, 被广泛应用于食品、医药、皮革、铸造、造纸、纺织、水处理等行业。
1、改性淀粉在不同领域中的应用1.1、在食品行业的应用改性淀粉由于耐热、耐酸，具有良好的黏着性、稳定性、凝胶性和淀粉糊的透明度，较好的弥补和改善普通淀粉的不足，在食品行业有着广泛的用途。
交联淀粉广泛应用于食品的增稠剂中, 尤其是需要粘度稳定性很好的浓溶液中。
低交联度的淀粉可以在水果馅饼中用作填充料，加入罐头中可使其耐灭菌处理。
酸法变性淀粉则大大提高了淀粉的凝胶性，用于果冻、夹心饼、软糖的生产。
淀粉衍生物醋酸淀粉酯在食品工业中用作耐酸粘合剂。
Hung, P. V. 和Morita, N.(2004)研究还表明[1-2]:交联键能加强淀粉颗粒之间的结合作用, 使之较稳定存在, 从而糊液有较好的流动性。
李文钊等[3]将一种T0098 预糊化淀粉应用在面包中,可延缓老化, 使烘焙制品保持柔软蓬松, 延长保存期。
王玉田等人［4］将玉米改性淀粉应用于灌肠制品中，发现灌肠制品在弹性、气味、滋味和组织状态及贮藏方面均有很大改善，并具有较高的成品率和经济效益。
1.2、在水处理中的应用改性淀粉作为一种很有发展前途的新型水处理剂，已经得到越来越多的重视。
尽管作为絮凝剂直接投加于天然原水中效果并不佳，但作为助凝剂与聚合氯化铝配合使用，它们在处理低温低浊水方面体现了很好的助凝性能。
而环状糊精则多用于对水中有机杂质的吸附去除。
改性淀粉在涂布粘合中的应用及其机理
改性淀粉在涂布粘合中的应用及其机理淀粉用于涂布胶粘剂始于20世纪初,开始使用并不广泛,随着机内涂布技术的发展,淀粉迅速成为主要的胶粘剂。
天然或未改性原淀粉具有很高的黏度,性质不稳定,容易老化,很少作为涂料的胶粘剂使用。
通过物理、化学或生物改性可制取符合涂料胶粘剂要求的改性淀粉。
现在应用最广泛的涂布粘合剂是改性淀粉。
据报道,在美国,改性淀粉约占所用涂布粘合剂总量的60%。
可见,改性淀粉在造纸应用中,涂布粘合占有较大比重。
1适用于涂布粘合的改性淀粉1.1氧化淀粉氧化淀粉是用碱性次氯酸钠处理天然淀粉悬浮液制备的。
氧化程度可由改变次氯酸盐用量以及反应的时间、温度和ｐＨ值来控制。
氧化作用导致在低温下糊化的淀粉,它具有短的熬煮时间,制出透明度高的胶粘剂溶液,高的粘结强度,低的黏度和低的退减速率。
氧化淀粉可在很大的黏度范围内制备。
在涂布中只使用高氧化淀粉。
它们具有高的胶粘强度,良好的流动性和极好的颜色。
与糊精形成的脆性膜相比,由干燥氧化淀粉糊所形成的膜具有坚韧和硬的性质。
1.2热或热化学转化淀粉通常利用机械能、热能或热—化学能在煮锅或转化器内把原淀粉制成低黏度溶液。
如采用一种特殊的喷射式加热器,将淀粉加热到140～150℃,使它受到高度机械剪切,从而使淀粉具有良好的溶解性能,并降低其黏度。
典型的产品,在50℃,10%固含量,黏度为0.2～0.24Ｐａ•ｓ。
若需进一步降低黏度,还可用酸或氧化剂等化学品处理,在50℃,10%固含量,其黏度可降至0.005～0.2Ｐａ•ｓ。
1.3酶转化淀粉酶转化淀粉是一种生物变性淀粉,其转化结果与氧化淀粉相似,都是将淀粉的长分子链水解为短分子链。
酶转化淀粉的制备工艺比较简单,先用冷水把淀粉按所需浓度调成乳状液,并调ｐＨ值6.5～7.5,加入0.05%～0.6%的酶,随后按确定的时间—温度曲线操作,根据使用酶的种类和淀粉的转化浓度可采用不同的升温曲线。
值得注意的是,转化过程中淀粉及配料中的ｐＨ值和钙离子含量对转化影响较大。
改性淀粉在涂布粘合中的应用及其机理
改性淀粉在涂布粘合中的应用及其机理1 大连轻工业学院,辽宁大连116034;2 黑龙江造纸工业研究所,黑龙江牡丹江157013)淀粉用于涂布胶粘剂始于20世纪初,开始使用并不广泛,随着机内涂布技术的发展,淀粉迅速成为主要的胶粘剂。
天然或未改性原淀粉具有很高的黏度,性质不稳定,容易老化,很少作为涂料的胶粘剂使用。
通过物理、化学或生物改性可制取符合涂料胶粘剂要求的改性淀粉。
现在应用最广泛的涂布粘合剂是改性淀粉。
据报道,在美国,改性淀粉约占所用涂布粘合剂总量的60%。
可见,改性淀粉在造纸应用中,涂布粘合占有较大比重。
1适用于涂布粘合的改性淀粉1.1氧化淀粉氧化淀粉是用碱性次氯酸钠处理天然淀粉悬浮液制备的。
氧化程度可由改变次氯酸盐用量以及反应的时间、温度和ｐＨ值来控制。
氧化作用导致在低温下糊化的淀粉,它具有短的熬煮时间,制出透明度高的胶粘剂溶液,高的粘结强度,低的黏度和低的退减速率。
氧化淀粉可在很大的黏度范围内制备。
在涂布中只使用高氧化淀粉。
它们具有高的胶粘强度,良好的流动性和极好的颜色。
与糊精形成的脆性膜相比,由干燥氧化淀粉糊所形成的膜具有坚韧和硬的性质。
1.2热或热化学转化淀粉通常利用机械能、热能或热—化学能在煮锅或转化器内把原淀粉制成低黏度溶液。
如采用一种特殊的喷射式加热器,将淀粉加热到140～150℃,使它受到高度机械剪切,从而使淀粉具有良好的溶解性能,并降低其黏度。
典型的产品,在50℃,10%固含量,黏度为0.2～0.24Ｐａ·ｓ。
若需进一步降低黏度,还可用酸或氧化剂等化学品处理,在50℃,10%固含量,其黏度可降至0.005～0.2Ｐａ·ｓ。
1.3酶转化淀粉酶转化淀粉是一种生物变性淀粉,其转化结果与氧化淀粉相似,都是将淀粉的长分子链水解为短分子链。
酶转化淀粉的制备工艺比较简单,先用冷水把淀粉按所需浓度调成乳状液,并调ｐＨ值6.5～7.5,加入0.05%～0.6%的酶,随后按确定的时间—温度曲线操作,根据使用酶的种类和淀粉的转化浓度可采用不同的升温曲线。
改性玉米淀粉胶粘剂的研究的开题报告
改性玉米淀粉胶粘剂的研究的开题报告
题目：改性玉米淀粉胶粘剂的研究
背景：
在工业生产中，胶粘剂的应用广泛，涉及到许多领域，如电子、建筑、汽车、纸制品等。
传统的胶粘剂主要由合成树脂、天然胶和化学黏合剂等制成。
然而，这些材
料具有高成本、低生物降解性和环境污染等缺点，因此研究新型、环保的胶粘剂具有
重要意义。
玉米淀粉是一种天然的多糖类物质，具有良好的生物降解性和可再生性，是一种潜在的胶粘剂材料。
然而，天然玉米淀粉本身具有一定的缺点，如水溶性差、耐湿性差、粘接力弱等。
因此，如何改善玉米淀粉的性能，提高其在胶粘剂中的应用价值成
为了研究的热点之一。
研究目的：
本研究旨在通过改性处理玉米淀粉，制备一种优良的胶粘剂，探究改性条件对胶粘剂性能的影响，并对其在工业领域中的应用进行探索。
研究内容：
1.收集和整理玉米淀粉的相关文献资料，了解其性质和应用领域。
2.对玉米淀粉进行改性处理，研究改性条件对其性能的影响。
常用的改性方法包括酸处理、酶解、微波处理、化学修饰等。
3.考察改性后的玉米淀粉胶粘剂在胶接性能、热稳定性、耐水性等方面的表现，确定最佳制备工艺。
4.对玉米淀粉胶粘剂的在工业领域中的应用进行探索，如建筑领域中的木质结构、造纸领域中的纸张连接、汽车行业中的发动机舱隔音、电子领域中的半导体器件封装等。
预期成果：
本研究预期通过改性处理玉米淀粉，制备出一种优良的胶粘剂，并进行表征。
预计能够发掘玉米淀粉在胶粘剂领域的巨大潜力，为资源循环利用和环境保护做出贡献。
同时，也有望为玉米淀粉在其他应用领域的拓展提供借鉴意义。
淀粉改性及其在胶料中的应用
２ ３年第 ８期
表２ 淀粉对基本配方胶料物理性能的影响
Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ‘ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
２ ． ３ ． ３ 胶料性能
胎面胶物理性能见表４ 。可以看 出 ：与Ｈ１ 配方
胶料相比， 采用改性淀粉替代部分炭黑的 Ｈ ４ Ｈ ７
配方胶料 的拉伸强度 、拉断伸 长率 和撕 裂强度有所
仪 ，Ｇ Ｔ 一 ７ ０ １ １ － Ｆ 型屈挠龟裂试验机和Ｇ Ｔ 一 ７ ０ ４ ２ 一 Ｒ Ｅ 型 冲击弹性试验机 ，高铁检测仪器有 限公 司产 品。
２ ． ２ 基本 配方胶料性能 ２ ． ２ ． １ 配方
试 验基本 配方 见表 １ 。其 中 ，Ａ，Ｂ 和Ｃ 配方未
・
１ ９ ・
关键 词：淀粉 ；改性 ；醚化 ；酯化 ；轻质碳酸钙 ；白炭黑
淀 粉是 来 自 自然 界 的多糖 类 高分 子材 料 ，大 量存在 于植物 、动物 ，甚 至细菌中。淀粉具有可再
淀 粉可进行 表面醚 化和酯化 疏水改性 ，２ 种 改 性 方式的反应式见 图２ ，ｓ ｔ 代表脂肪烃基 团。
生 、产量 大、来 源广 泛 、密度与橡 胶相近等特点 ，
Ｕ
＼
１ ． ３ ． ３ 扫描 电子显微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 分析
改性前后淀粉 的Ｓ Ｅ Ｍ照片见图５ 。淀粉接枝改性 后 ，基本保 持原有 晶型 ，但结 晶结 构有 所破坏 ，这
戆 摇 浆
主要是部分 淀粉溶胀糊化所致 。接枝反应 主要发生
在无定型 区。
２ 改性淀 粉在胶 料 中的应用研究 ２ ． １ 主要仪器和设备
１ 淀粉 改性 １ ． １ 淀 粉 分 子 结 构
淀粉 的分子结构见 图１ 。
改性淀粉的研究及应用
改性淀粉的研究及应用刘兴孝（西北民族大学化工学院，兰州，730124）摘要本文主要总结了改性淀粉的特点，阐述了改性淀粉的研究及应用，展望了改性淀粉的发展前景。
关键词改性淀粉；研究应用；发展前景the characteristics and adhibitions of modified starchXingxiao Liu(Chemical Engineering Institute , Northwest University For Nationalities, Lanzhou,730124) Abstract This paper summarizes the characteristics of modified starch, elaborates modified starch’s research and it’s prospects.Keywords modified starch; research and application; prospects前言淀粉是天然高分子化合物，多糖类化合物，也是目前广泛使用的一类可降解的不会对环境造成污染的可再生的物质。
天然淀粉经过适当化学处理，引入某些化学基团使分子结构及理化性质发生变化，生成淀粉衍生物。
未改性的淀粉结构通常有两种：直链淀粉和支链淀粉，是聚合的多糖类物质。
通常因为水溶性差，故往往是采用改性淀粉，即水溶性淀粉。
可溶性淀粉是经不同方法处理得到的一类改性淀粉衍生物，不溶于冷水、乙醇和乙醚，溶于或分散于沸水中，形成胶体溶液或乳状液体。
改性淀粉以天然淀粉为原料经过特定的化学方法、物理方法、酶处理法。
改良其原有性能的淀粉, 被广泛应用于食品、医药、皮革、铸造、造纸、纺织、水处理等行业。
改性淀粉的特点变性淀粉的品种、规格达两千多种，变性淀粉的分类一般是根据处理方式来进行。
加工精白淀粉，必须选用淀粉含量高的白薯品种。
经加工后的淀粉虽选用了天然原料,但经人为加工,改性淀粉也就不可能算是天然的了。
最新改性淀粉胶粘剂的研究与应用
改性淀粉胶粘剂的研究与应用淀粉胶粘剂具有原料来源丰富、价格低廉、可降解等优点,可广泛应用于瓦楞纸板包装箱、纤维板、建筑等领域。
但是,未改性的淀粉胶粘剂流动性差,施胶困难,且耐水性差,潮湿环境下容易吸潮开胶等缺陷,限制了淀粉胶粘剂的进一步应用。
因此,对淀粉胶粘剂进行改性,可以扩大其应用领域。
淀粉是一种多糖类天然高分子化合物,分子链上有大量亲水性强的羟基基团。
在淀粉分子链的亲水性及氢键作用下,淀粉胶粘剂的粘度大,耐水性差。
近年来,用化学交联方法提高淀粉耐水性的研究已有报导,但是,交联改性在提高淀粉胶粘剂耐水性的同时,体系粘度也相应增大,难以在高速瓦楞纸板生产线上应用。
笔者用过硫酸铵(APS)对玉米淀粉进行部分氧化降解,通过减小淀粉分子链长度,解决胶粘剂的粘度大、流动性差等问题。
在氧化降解淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)作为交联剂,与淀粉分子链的羟基反应,制得了耐水性和流动性均好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。
此外,还通过SEM和X-ray测试,研究了改性对淀粉颗粒微观结构和结晶度的影响。
1实验1.1原料原料:玉米淀粉,工业级,合肥雪公胶粘剂科技有限责任公司;过硫酸铵,分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司;三聚氰胺,化学纯,上海化学试剂公司;30%甲醛水溶液,分析纯,宜兴市辉煌化学试剂厂;氢氧化钠,分析纯,广东汕头西陇化工厂;氯化铵,分析纯,柳州化工股份公司。
1.2仪器与设备主要仪器与设备:NDJ-79型旋转粘度计,同济大学机电厂;Spectrum100傅里叶红外光谱仪,美国PE公司;D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪,日本Rigaku公司;JSM-6490LV型扫描电子显微镜,日本Jeol公司。
1.3方法采用简单的一锅法合成工艺,通过氧化和交联二步反应过程,制得氧化交联改性淀粉胶粘剂。
在500mL配有搅拌器和温度计的三口烧瓶中加入玉米淀粉和水,开启搅拌,加入过硫酸铵,升温至65℃,保温反应0.5 h,得到相对分子质量较小的氧化淀粉。
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改性淀粉胶粘剂的研究与应用摘要：淀粉胶粘剂具有原料来源丰富、价格低廉、可降解等优点,可广泛应用于瓦楞纸板包装箱、纤维板、建筑等领域。
但是,未改性的淀粉胶粘剂流动性差,施胶困难,且耐水性差,潮湿环境下容易吸潮开胶等缺陷,限制了淀粉胶粘剂的进一步应用。
因此,对淀粉胶粘剂进行改性,可以扩大其应用领域。
淀粉是一种多糖类天然高分子化合物,分子链上有大量亲水性强的羟基基团。
在淀粉分子链的亲水性及氢键作用下,淀粉胶粘剂的粘度大,耐水性差。
近年来,用化学交联方法提高淀粉耐水性的研究已有报导,但是,交联改性在提高淀粉胶粘剂耐水性的同时,体系粘度也相应增大,难以在高速瓦楞纸板生产线上应用。
用过硫酸铵(APS)对玉米淀粉进行部分氧化降解,通过减小淀粉分子链长度,解决胶粘剂的粘度大、流动性差等问题。
在氧化降解淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)作为交联剂,与淀粉分子链的羟基反应,制得了耐水性和流动性均好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。
此外,还通过SEM和X-ray 测试,研究了改性对淀粉颗粒微观结构和结晶度的影响。
关键词：玉米淀粉；胶黏剂；改性；氧化交联1实验1.1原料原料:玉米淀粉,工业级,合肥雪公胶粘剂科技有限责任公司;过硫酸铵,分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司;三聚氰胺,化学纯,上海化学试剂公司;30%甲醛水溶液,分析纯,宜兴市辉煌化学试剂厂;氢氧化钠,分析纯,广东汕头西陇化工厂;氯化铵,分析纯,柳州化工股份公司。
1.2仪器与设备主要仪器与设备:NDJ-79型旋转粘度计,同济大学机电厂;Spectrum100傅里叶红外光谱仪,美国PE公司;D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪,日本Rigaku公司;JSM-6490LV型扫描电子显微镜,日本Jeol公司。
1.3方法采用简单的一锅法合成工艺,通过氧化和交联二步反应过程,制得氧化交联改性淀粉胶粘剂。
在500mL配有搅拌器和温度计的三口烧瓶中加入玉米淀粉和水,开启搅拌,加入过硫酸铵,升温至65℃,保温反应0.5 h,得到相对分子质量较小的氧化淀粉。
在氧化淀粉液中,加入30%甲醛水溶液和三聚氰胺(甲醛与三聚氰胺物质的量比为6∶1),实时测定体系pH值,用2%(质量分数)氢氧化钠水溶液保持反应物pH值为8.0~9.0,继续保温反应2 h。
氧化交联反应结束后,将改性淀粉升温至90℃糊化0.5 h,降至室温,得到固含量约25%,外观呈半透明浅黄色的淀粉胶粘剂。
1.4测试与表征1) 淀粉胶粘剂耐水性能的测试。
改性淀粉胶粘剂中加入1.0%氯化铵固化剂(以淀粉质量计,下同),手工涂胶粘合2片5 cm×5 cm瓦楞纸,40℃烘箱鼓风干燥10 min,室温放置1 d后待用。
瓦楞纸片在25℃水中浸泡至自动脱落的时间为耐水时间。
2) 淀粉胶流动性能的测定。
25℃下,用NDJ-79型旋转粘度计测定粘度。
3) 淀粉胶的FT-IR表征。
胶粘剂烘干至恒重,研磨成细粉,KBr压片制样,用傅里叶红外光谱仪进行表征。
4) X射线衍射(X-ray)。
在样品槽内将淀粉粉末压实、压平,用D/max-RA 型旋转阳极X射线衍射仪扫描;测试条件,Cu2Kα射线,Ni滤波,狭缝系统为DS/RS/SS = 1°/0.16 mm/1°。
管压36 kV,管流20mA。
扫描速度4 (°)/min ,采样步宽0.02°,扫描方式为连续,重复次数1。
5) 扫描电镜(SEM)。
取少量淀粉样品在丙酮中分散,取1滴悬浮液在载玻片上,待丙酮挥发后,喷金。
2结果与讨论2.1改性剂质量分数对淀粉胶粘剂性能的影响改性剂使用了过硫酸铵氧化剂和三聚氰胺甲醛(MF)树脂交联剂。
先用过硫酸铵氧化剂与玉米淀粉反应,使淀粉分子部分断链,降低淀粉平均相对分子质量,制得粘度小的氧化淀粉,改善淀粉胶粘剂的流动性。
在氧化淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)树脂与淀粉分子链的羟基发生缩合交联反应,得到耐水性和流动性好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。
当淀粉胶粘剂的固含量为25%时,过硫酸铵质量分数对淀粉耐水性和粘度的影响见表1。
由表1可知,过硫酸铵的质量分数对淀粉胶粘剂的耐水时间和粘度均有较大影响。
随着过硫酸铵质量分数的增加,淀粉的耐水时间和粘度都减小。
综合考虑耐水时间和粘度,过硫酸铵质量分数取试样3的2%较好,粘度为350 mPa·s,耐水为0.3 h。
在淀粉胶粘剂的固含量为25 %,过硫酸铵的质量分数为2%时,交联剂MF质量分数对淀粉耐水性及稳定性的影响见表2。
由表2知,由于MF对淀粉的交联作用,随着MF质量分数的增加,淀粉胶粘剂的耐水时间与粘度也相应增加。
考虑到瓦楞纸板生产线对施胶流动性能的要求,以及包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱标准中对耐水24 h的要求,MF质量分数取试样8的2%比较好。
比较表1和表2中试样1(原淀粉)和试样8(氧化交联改性)的数据可知,经过2%过硫酸铵氧化和2%MF交联改性后,淀粉胶粘剂的耐水时间从0.5 h提高到96 h,粘度从凝胶状减小到500 mPa·s,可用于瓦楞纸板包装行业。
2.2红外光谱分析淀粉是以葡萄糖为结构单元的天然高聚物,由葡萄糖单元(C6H10O5)通过糖苷键(C—O—C)结合而成,分子通式为(C6H10O5)n, n值在160~6 000之间。
过硫酸铵(APS)以及三聚氰胺甲醛树脂(MF)与淀粉的化学反应如下所示。
1) 过硫酸铵的氧化反应。
2) 三聚氰胺甲醛树脂的交联反应。
淀粉改性前后的红外光谱见图1,曲线a中,3300 cm-1宽峰为淀粉的—OH 伸缩振动峰; 2923cm-1为淀粉分子链的C—H伸缩振动峰;1454~1372cm-1为淀粉的环骨架振动峰;1160~1084 cm-1为C—OH 的伸缩振动峰;998 cm-1为C—O—C的伸缩振动峰。
淀粉的红外谱图表明,淀粉含有大量的—OH亲水基团。
比较曲线a与b可知,氧化淀粉的红外光谱与原淀粉基本相同,只是在3 300 cm-1的C—OH伸缩振动峰强度略有增加,说明氧化淀粉发生了断链反应,亲水性羟基数量有所增加。
在曲线c中,出现了1 572 cm-1的酰胺峰和814cm-1的三聚氰胺骨架峰。
说明三聚氰胺甲醛树脂与氧化淀粉发生了交联反应,提高了试样8的耐水性和粘度。
2.3X-ray衍射分析X射线衍射法(XRD)是一种能直接“观察”到物质微观结构的实验手段,可以用于研究淀粉的聚集状态即结晶性。
淀粉是典型的二相结构,可分为微晶区和无定形区,以及介于结晶和非晶之间的亚微晶区,见图2。
玉米原淀粉具有4个比较明显的衍射角度,即图中特征峰对应的角度值,2θ分别是15.10°,17.05°,18.10°和22.95°,为典型的A型结晶结构类型。
从图2可以看出,改性前后淀粉的4个衍射峰的位置与强度基本没有变化,但在图2曲线b中出现了2θ为12°,18°,28°的三聚氰胺甲醛树脂衍射峰。
相对结晶度可以定量反映被测物质结晶程度的大小。
通过结晶度的计算可知,淀粉相对结晶度为40.12%,改性淀粉的相对结晶度为39.82%,说明氧化和交联改性主要发生在淀粉的无定形区,对微晶区的结构几乎没有影响。
2.4扫描电镜分析通过扫描电镜分析,可以了解微观结构与宏观性能之间的联系。
淀粉改性前后的扫描电镜照片见图3。
从图3可知,淀粉改性前呈规则的椭圆状颗粒,表面光滑,颗粒与颗粒之间相互独立;氧化交联改性后,淀粉颗粒的表面发生了扭曲变形,表面有“絮状”漂浮,但仍保持了整体形貌不变,颗粒与颗粒之间部分通过“絮状”的穿插相互连接。
通过对图2的分析可知,MF的存在,可使淀粉的内部的微结晶区向表面渗透,形成“絮状”结构。
MF交联改性的是淀粉的表面,通过改性微结晶区,形成网状结构,提高耐水性能。
3结论1) MF改性淀粉胶粘剂、过硫酸铵氧化与酸解淀粉,可降低胶粘剂粘度,提高稳定性;三聚氰胺甲醛树脂交联淀粉,可形成交联网状结构,提高耐水性。
2) MF改性的淀粉胶粘剂,可作为瓦楞纸粘合剂使用,符合瓦楞纸粘合剂使用国家标准。
3) MF改性淀粉,提高了淀粉的结晶度,使淀粉塑化,增加了淀粉的粘结强度。
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