淀粉接枝聚合物
淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备及其吸水性能研究
淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备及其吸水性能研究1.实验背景：由于具有较好的吸水性和保水性，高吸水性树脂在工业、农业和医疗卫生领域都具有广泛的应用，越来越受到人们的重视。
高吸水性树脂按原料一般可分为淀粉类、纤维素类和合成树脂类。
淀粉类特别是淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂由于易生物降解和吸水率大，近年来研究较多，淀粉接枝共聚物在日化、纺织、农业、印染、油田等领域有着广泛的应用前景。
淀粉接枝高吸水性树脂不仅吸水量大，而且是可生物降解的环保产品，在纺织上浆方面目前大量使用的聚乙烯醇（PVA）因为不能生物降解在国外已经停止使用，因此，淀粉丙烯酸类单体的共聚物有可能在日后完全取代PVA。
另外，淀粉丙烯酸接枝共聚物用于印花具有得色量高，轮廓清晰，色泽丰满的优点，而且价格相对较便宜；用于油田则可以提高回收率，同时它的生物降解的特性也让它在石油化工领域有着相当的发展空间。
2.实验设计思路：3.实验目的（1）学习并掌握淀粉接枝聚丙烯酸吸水树脂的制备原理和方法；（2）了解吸水树脂的吸水机理；（3）学习并掌握吸水树脂的相关表征：接枝率、吸水率和保水率的测定方法；（4）学习并掌握参数改变法进行实验设计与优化；明确树脂结构与吸水性能的关系。
4.实验原理淀粉系高吸水性树脂是之淀粉与乙烯基单体在引发剂的作用下经辐射制得吸水性淀粉接枝共聚树脂。
淀粉系吸水性树脂（SAR）的主链骨架是淀粉，在其主链上或接枝侧链上含有亲水性基团（-OH,-COOH,-CONH2等），经轻度交联形成一个具有主链、支链和低交联度的三维空间网络结构。
淀粉系SAR除具有一般SAR的吸水容量大、吸水速度快、保水能力强等优点外还具有生物可降解性。
，被认为是一种环境友好材料。
淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂主要是淀粉接枝丙烯酸、甲基丙烯酸或其他烯烃羧酸。
它的制备原理包括离子型接枝共聚和自由基型接枝共聚。
淀粉与乙烯基单体接枝共聚物的制备，一般采用自由基引发，即通过一定的方式，先在淀粉的大分子上产生初级自由基，然后引发接枝具有不饱和键的单体，使淀粉的大分子上产生初级自由基，然后引发接枝具有不饱和键的单体，使淀粉自由基与其发生亲核连锁反应。
丙烯酸一淀粉接枝共聚物的合成和性能
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
丙烯酸一淀粉接枝共聚物的合成和性能
摘要：以玉米淀粉和丙烯酸(AA)为原料合成了接枝共聚物。
考察了淀
粉丙烯酸质量比、引发剂量、反应温度、反应时间对反应和产物印花性能
的影响。
得到最佳反应条件为；m(淀粉)：m(丙烯酸)=1：4；m(过硫酸钾)：m(淀粉)=0．25：1：m(过硫酸钾)：n(亚硫酸氢钠)=2：1；反应温度85℃；反应时间为3h。
在此条件下，单体转化率97.68，接枝效率为94.3O％。
印花试验表明本产物印花的给色量和色光均优于海藻酸钠，轮廓清晰度基
本相同，而柔软性接近海藻酸钠。
关键词：淀粉；丙烯酸；接枝共聚；印花
海藻酸钠是目前主要的活性染料印花糊料，但其价格高。
寻找质优价廉
的海藻酸钠的替代品成了近年来的一个热门课题。
研究主要集中在两个方面：一是多糖的改性[1]。
二是合成聚合物。
改性多糖作为印花增稠剂价格便宜，得色量高，轮廓清晰度均较好，柔
软性随取代度的提高而提高，低取代度CMS印花的柔软性很差，手感硬，取代度大于1．0的CMS印花柔软性有明显改善。
但多糖改性增稠剂有一个重要的缺点一拉丝性差，并且除淀粉外，大部分多糖都残留固体颗粒，
会引起堵网，而要消除固体颗粒，则会降低产品粘度。
合成聚合物印花具
有得色量高、色光鲜艳、轮清晰、流动性好的优点，但柔软性和耐电解质
性能较差，而且粘度不能太高，粘度太高的产品拉丝性太好会产生粘连，
不利于印花。
1
专注下一代成长，为了孩子。
环保新型淀粉接枝共聚物在清洗中的应用
卜（
图 ２ 淀 粉 接 枝 共 聚 物
淀粉 接忮 柴 物 ｒｌ ３ ｙｄ、米沁 ｔ 可 ｛】¨ 资源 一一 淀 粉 ，极 人地提 高 了聚合 物的 物 降 度 。它 可以通 过 选择 不 Ⅲ 功 能化多 聚精 和不 Ⅲ 食战单 体 ，调 节多聚 精 单体 的比例 ，设 计不 刚的 分子量 ，得 到 结 构不 州 ，功能 小 同的产 。卞ｌｊ舯 ｔ 油 来源 的聚 合物 ，除 了其 绿色 环保 外 ，还 可 以减少 对小 可ｌＴｆ 生资源 的 依赖 ，减少 右浦 价格 波动 ｘ， ｌ‘产 品价格 造成
系列 性 能不 同 的聚 合物 …。聚 合 物作 为洗 涤 助剂 在 ＭｇＣＯ，的 阈值 ；② 对ＣａＣＯ 等 晶体表 面改性 ，抑 制
洗涤 剂 中的应用 可追溯 至 ｌ９７０年 代 。国内洗涤 用 品 ＣａＣＯ 等 无机 盐 晶 体 的生 长 ，防 止 结垢 。 图 １是 电
行 业对于聚 合物 的应 用始于 １９９０年代 。
２６ Ｊ ２０１８年 第 １期
２０１ ８年 第 １期
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众所 周知 ，高分 子聚 合物 是 由一种 或几 种单 体 乙烯 、乙烯 和 乙烯基 甲醚 等是 目前 生产洗 涤 剂用聚
聚 合 而威 。因此使用 同 样的单 体通 过不 同 的聚合 工 合 物 的重 要单 体 】。聚 合物 的助 洗 功能 主 要体 现在
艺可 得到结 构 上差 别很 大的聚 合物 ，从 而 ，得到 一 三 个方 面 ：① 螫 合钙 、镁离 子 ，降低 形成 ＣａＣＯ 、
淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成及应用——推荐一个高分子化学综合实验
淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成及应用——推荐一个高分子化学综合实验淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成及应用——推荐一个高分子化学综合实验摘要：本实验主要介绍了淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成方法及其在水处理中的应用。
以淀粉为主要支链，通过接枝聚丙烯酰胺，形成氮杂双键连接，进而通过阳离子化反应，制备出阳离子聚合物絮凝剂。
实验结果表明，该絮凝剂在水处理中展现出了良好的絮凝效果，具有广阔的应用前景。
引言絮凝剂是一类广泛应用于水处理领域的化学品，能够有效去除悬浮物和胶体物质，从而达到提高水质的目的。
常见的絮凝剂有无机絮凝剂和有机絮凝剂两种。
无机絮凝剂有着高效的絮凝效果，但会引起二次污染，因此在水处理中广泛引入有机絮凝剂。
淀粉作为一种可再生资源，在水处理中被广泛应用。
淀粉是一种天然生物质材料，具有良好的生物降解性和低毒性，因此在环境友好型絮凝剂研发中备受关注。
而聚丙烯酰胺（PAM）作为一种合成聚合物，在絮凝剂领域也有着广泛的应用。
聚合丙酰胺具有良好的絮凝性能，可与水中胶体物质形成三维网状结构，有效去除浑浊物质。
这篇文章将介绍一种将淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成方法及其在水处理中的应用。
该絮凝剂由天然淀粉和聚丙烯酰胺通过接枝反应制备得到，结构上通过氮杂双键连接，提高了絮凝剂的有效性和综合性能。
而且，阳离子化还能进一步增强絮凝剂与水中胶体颗粒的吸附能力，从而实现更好的絮凝效果。
实验部分1.材料与仪器(1)材料：淀粉、聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯三胺四乙酸、过硫酸铵等。
(2)仪器：恒温槽、离心机、红外光谱仪、元素分析仪等。
2.淀粉接枝聚丙烯酰胺合成方法(1)淀粉溶解：将10 g淀粉加入100 mL蒸馏水中，搅拌溶解至无明显颗粒状物质。
(2)聚丙烯酰胺接枝：向溶解的淀粉中加入5 g聚丙烯酰胺和0.5 g甲基丙烯酸乙酯，加入几滴甲基丙烯酸乙酯形成的交联剂。
(3)接枝反应：将上述溶液转移到恒温槽中，控制温度在60℃，反应4小时。
淀粉接枝
淀粉的接枝改性一．接枝共聚物聚合物主链的某些原子上接有与主链化学结构不同的聚合物链段的侧链的一种共聚物，称为接枝共聚物，如接枝氯丁橡胶、SBS接枝共聚物。
说明：所谓接枝共聚是指大分子链上通过化学键结合适当的支链或功能性侧基的反应，所形成的产物称作接枝共聚物。
接枝共聚物的性能决定于主链和支链的组成，结构，长度以及支链数。
长支链的接枝物类似共混物，支链短而多大接枝物则类似无规共聚物。
通过共聚，可将两种性质不同的聚合物接枝在一起，形成性能特殊的接枝物。
因此，聚合物的接枝改性，已成为扩大聚合物应用领域，改善高分子材料性能的一种简单又行之有效的方法。
接枝共聚反应首先要形成活性接枝点，各种聚合的引发剂或催化剂都能为接枝共聚提供活性种，而后产生接枝点。
活性点处于链的末端，聚合后将形成嵌段共聚物；活性点处于链段中间，聚合后才形成接枝共聚物。
二．改性淀粉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。
淀粉是一种多糖类物质。
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1．简介目前，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, 也就不可能算是天然的了。
食用类的专用变性淀粉是不会对身体有副作用的。
2．用途在许多食品中都添加淀粉或食用胶作为增稠剂、胶凝剂、粘结剂或稳定剂等，随着食品科学技术的不断发展，食品加工工艺有很大的改变，对淀粉性质的要求越来越高。
例如：采用高温加热杀菌、激烈的机械搅拌、酸性食品，特别是处于加热条件下或低温冷冻等，都会使淀粉粘度降低和胶体性被破坏。
反相聚乳法合成淀粉接枝聚合物的研究进展
反相乳液聚合法制备淀粉接枝聚合物的发展1、国内外抑尘剂的研究现状近年来，各国在抑尘剂研究方面取得了许多成果，美国的Coherex、南非的Con-aid、波兰的卡波、前苏联的乌尼威尔辛、英国的Wesling-120抑尘剂、中国彭兴文等研究的树脂抑尘剂、姚树生等人的块煤生产粘尘剂、陈文海等人的矿山高效抑尘剂等等。
但相对于目前扬尘污染现状来讲，抑尘剂的基础研究还有较大差距，在我国，化学抑尘技术虽然起步较晚，但发展很快，特别是近年来，我国在化学抑尘方面的研究成果层出不穷，涉及的领域也不断深入和拓宽。
在化学抑尘剂的早期研究中主要有吸湿性无机盐类、表面活性剂类湿润型抑尘剂和渣油、沥青等的黏结性抑尘剂。
而近年来，化学抑尘剂向高分子抑尘剂、环保抑尘剂和功能性抑尘剂的方向发展，并取得了丰硕的成果。
近年来国内外抑尘剂研究的一些成果如表所示表1 2005-2012年国内外化学抑尘剂的研究成果汇总表2、反相乳液聚合法制备淀粉接枝聚合物的发展乳液聚合主要包括微乳液聚合、反相乳液聚合、种子乳液聚合、无皂乳液聚合等[18]，其中反相乳液聚合是上世纪60年代发展起来的新型乳液聚合技术，近年来该技术更是不断深入。
反相乳液聚合是指水溶液单体借助油溶性乳化剂，在搅拌作用下分散在非极性有机介质中形成油包水（W/O）型乳液从而实现聚合的方法[19]。
该方法可将水溶性单体聚合形成粉状固体或者乳液产物，从而广泛的应用于造纸、石油开采、废水处理、吸水性高分子材料等领域。
Vanderhoff 等[20]在1962年以有机溶剂为介质，首先进行了水溶性单体的反相乳液聚合。
他们发现：反相乳液聚合与溶液聚合相比具有许多优点，如聚合速率高、得到的胶乳通过调节体系的pＨ值或加入乳化剂等方法可使聚合物迅速的溶于水，比粉末型聚合物的应用更加方便。
从此反相乳液聚合做为常规乳液聚合的一个补充，得到迅速发展。
反相乳液聚合是以非极性液体如烃类溶剂为连续相（油相），单体溶于水为分散相（水相），借助乳化剂将分散相分散于连续相中，形成“油包水”型乳液进行聚合。
淀粉-丙烯酸接枝共聚物
13
2.36
211.50 252.10 39.10
40.10
64.00 48.10
14
0.454
173.05 238.83 28.52
30.35
50.59 28.22
15
0.403 117.10 208.80 20.98
9.00
38.20 46.80
16
0.744
95.14
68.14
16.42
14.44
34.06 32.46
17
1.004
255.13 255.82 39.24
25.82
67.81 56.27
18
0.518
174.58 112.19 27.38
34.71
48.75 19.50
19
0.514 121.21 255.06 22.66 32.39 38.01 69.41
20
0.645
302.38 183.25 41.26
开放性设计实验
实 验 报 告
实验名称： 淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备及其吸水性能研究
实 验 人：
学 号：
指导老师：
实验日期：
第2周
实验背景
由于具有较好的吸水性和保水性，高吸水性树脂在工业、农业和医疗卫生领 域都具有广泛的应用，越来越受到人们的重视。高吸水性树脂按原料一般可分为 淀粉类、纤维素类和合成树脂类。淀粉类特别是淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂由 于易生物降解和吸水率大，近年来研究较多，淀粉接枝共聚物在日化、纺织、农 业、印染、油田等领域有着广泛的应用前景。淀粉接枝高吸水性树脂不仅吸水量 大，而且是可生物降解的环保产品，在纺织上浆方面目前大量使用的聚乙烯醇 （PVA）因为不能生物降解在国外已经停止使用，因此，淀粉丙烯酸类单体的共 聚物有可能在日后完全取代 PVA。另外，淀粉丙烯酸接枝共聚物用于印花具有得 色量高，轮廓清晰，色泽丰满的优点，而且价格相对较便宜；用于油田则可以提 高回收率，同时它的生物降解的特性也让它在石油化工领域有着相当的发展空 间。
淀粉接枝共聚物在纺织品中的应用
淀粉接枝共聚物在纺织品中的应用摘要：对苯乙烯（ST），甲基丙烯酸甲酯（MMA）/丙烯酸丁酯(BA)使用亚铁离子氧化还原系统进行淀粉接枝的化学实验。
这种接枝法是在60℃的环境下进行的，并且苯乙烯/异丁烯酸甲酯和苯乙烯/丙烯酸丁酯的使用比例是根据他们重量的百分比（80/20,50/50,20/80）变化的。
引发剂的浓度，淀粉的浓度和单元结构的比例在接枝法中的效能对最终实验的影响是特定的。
接枝淀粉颗粒的颗粒大小，体积密度会用作进一步的分析，并且会涂在棉纱线上，进行一些天然机械性能的分析，比如，拉伸强度，断裂延伸率等等。
和生成的颗粒产物在水里的流变性能就像乳状淀粉接枝共聚物一样也是特定的。
关键词：聚合上浆剂比例嫁接淀粉结合纺织品湿处理1 引言近年来，经过结构，物理和化学性能改进的改良天然高分子材料在工业当中的重要性得到了提升。
最主要的原材料，像淀粉，花费低，可再生，可降解，而且资源丰富。
淀粉通过氧化，水解，酯化，醚化，接枝和糊清化的方法在过去已经被很广泛的研究过了。
这些转化形成了一系列的有效手段，持续并且增加了淀粉在增厚，胶化，固化，粘化和胶化性能方面的使用。
有了所有的这些转化。
对淀粉的接枝共聚以增加各种性能到指定的棉纤维里就会变得很有意思而且很有挑战性。
另外，因为在农业，制药和食品行业中的潜质，淀粉的接枝共聚变得越来越重要。
淀粉共聚物可以由在淀粉主干中产生的自由基来筹备，然后利用形成的这些巨自由基在各单位之间互相反应。
很多初始的方法可以用到筹备淀粉接枝共聚物上面，这些方法可以分为下面几组：1..初始的化学方法（利用硝酸铵铈或者亚铁离子还原系统）2.初始辐射法（利用钴60）3.初始的粉碎法我们知道，淀粉产生带有乙烯基的接枝共聚物，比如：丙烯酸酯，异丁烯酸甲酯，和丙烯腈。
当用苯乙烯接枝到淀粉里较用其他单元结构接枝的研究还不是很广泛。
Mino和Kizerman已经报道过说原始的铈不能使淀粉和苯乙烯产生接枝共聚物，但是，当苯乙烯和其他活跃的单元结构（比如异丁烯酸甲酯或者丙烯腈）混在一起可以生成一种有更多接枝功效的接枝共聚物。
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丙烯酰胺（合成聚丙烯酰胺的原料）
丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质
单体在室温下很稳定，但当处于熔点（84~85度）或以上温度、氧化条件以及在紫外线的作用下很容易发生聚合反应。
当加热使其溶解时，丙烯酰胺释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物，所以加入丙烯酰胺之前要通氮气出去溶液中的氧气。
淀粉
是脱水葡萄糖单元聚合物，淀粉改性絮凝剂的研究与开发主要着眼于其链节单元上的游离羟基。
淀粉的接枝共聚物是一类新型的高分子材料，以亲水性、半刚性的淀粉大分子为骨架，着眼于其链节单元上的游离羟基，与烯类单体共聚反应，通过引入不同的官能团和调节亲水、亲油链段结构的比例，使其具有多糖化合物、分子间作用力和反应性，又有合成高分子的机械与生物作用的稳定性和线性法结构的展开能力。
因此，在纺织、造纸、油田化学品、降解地膜、高分子絮凝剂、吸水材料、塑料等方面的实际应用中具有优异的性能。
制备
称取一定量的玉米淀粉，加入100m L蒸馏水，在8085℃糊化1h，冷却至25℃以下，加入丙烯酰胺，通氮气除氧气20min后，加入适量的硫酸铈铵，反应在50℃的水浴中进行3h，制得淀粉一丙烯酰胺接枝物(FSM)。
反应后加水配成4%的胶液备用，同时取部分产品经提纯处理后进行红外光谱检测。
絮凝原理
絮凝剂的絮凝原理可分为化学絮凝和物理絮凝两种. 前者假设粒子以明确的化学结构凝集,并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态. 后者则是由于存在双电层及某些物理因素,当加入与胶体粒子具有不同电性的离子溶液时,会发生凝结作用.当发生凝结作用时,胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和,不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒. 当加入絮凝剂时,它会离子化,并与离子表面形成价键. 为克服离子彼此间的排斥力,絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞,当粒子逐渐接近时,氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒. 碰撞一旦开始,粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集,较大颗粒粒子从水中分离而沉降[2 ] .
聚丙烯酰胺
在合成有机高分子絮凝剂中聚丙烯酰胺(PAN) 的应用是最多的.
聚丙烯酰胺是一种线性的水溶性聚合物,是水溶性聚合物中应用最为广泛的品种之一. 它是由丙烯酰胺聚合而成,因此在其分子的主链上带有大量的侧基———酰胺基. 酰胺基的化学活性很大,可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物. 酰胺基的独特之处还在于它能与多种氢键的化合物结合. 这样,聚丙烯酰胺不仅具有一系列衍生物,而且具有多种宝贵的性能,如絮凝、增粘(稠) 性、表面活性[2 ] .
天然有机高分子改性絮凝剂
天然有机高分子改性絮凝剂包括淀粉、纤维素、含胶植物、多糖类和蛋白质等类的衍生物.天然有机高分子改性絮凝剂由于原料来源广泛、价格优廉、无毒、易于生物降解等特点,显示了良好的应用前景.
变性淀粉一般可分为非离子型变性淀粉、阳离子型变性淀粉、阴离子型变性淀粉、两性变性淀粉和复合变性淀粉等
丙烯酰胺接枝淀粉
淀粉接枝共聚物是以亲水的、半刚性的淀粉大分子为骨架，与柔性的聚丙烯酰胺支链相配合形成的接枝共聚物，其在水中充分溶胀，有很大的分子空间体积和细长支链，使其具有比聚丙烯酰胺更大的絮凝能力，较强的适应能力和稳定性。
因其聚合物侧链基团与许多物质亲和、吸附，形成氢键；或这种侧链与被絮凝物质形成物理交联状态，使被絮凝物质沉淀下来，常用于处理印染废水中的染料、造纸厂废水的短纤维及其他悬浮物。
如唐宏科等研究了阳离子淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备阳离子型絮凝剂的工艺，并用硅藻土悬浊液及实际水样对产物的絮凝性能进行了考察。
研究发白水的絮凝效果更好。
单纯丙烯酰胺接枝淀粉的絮凝效果不太理想，近年来众多研究趋向于淀粉接枝丙烯酰胺共聚物与其他絮凝剂的复合应用，或者将其再进行二次变性以适应工业需求。
综合
淀粉类絮凝剂的研究进展来看，非离子型生产成本低，但处理效果不理想；阴离子型只对金属离子效果显著；两性型则合成成本较高，且工艺复杂；阳离子型处理范围广，但现有的醚化剂种类少，成本高且性质不稳定，一定程度上制约了其发展；复合型则处于实验研究阶段。
淀粉类絮凝剂的研究热点更多的集中于合成和絮凝条件的优化，对淀粉絮凝机理和絮凝效果综合评价等方面的研究较少。
因此淀粉类絮凝的研究应注意以下几点：在研究新型合成工艺的同时，应尽量简化工艺流程，优化操作参数，以降低生产成本；采用不同类型絮凝剂混合使用，以优化絮凝效果；应加大淀粉絮凝理论研究为产品研发提供支持；注意对水处理的综合评价以适应环境保护的需要.。