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60C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。

还有关于淀粉接枝共聚物的报告，如淀粉接枝聚苯乙烯，淀粉接枝甲基丙烯腈，淀粉接枝聚乙烯醇，淀粉接枝甲基丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯腈。

所有这些淀粉接枝共聚由产生的自由基对淀粉颗粒的支柱和共聚的自由基与各自的单体合成。

El-Ra ?e, Zahran, El Tablawy 和Hebeish （1995 年）已经研究了丙烯酸聚合与水解玉米淀粉使用溴酸钾，二氧化硫脲氧化还原引发体系，并研究了该产品的流变性能。

就影响到原淀粉和使用KMnO4/citric 酸水解淀粉的氧化还原系统的丙烯酰胺接枝共聚反应的主要因素的研究，已经被Mostafa 所描述（2005 年）。

当时该产品适用于对棉纺织品上浆能提高棉纺织品的物理机械性能的适用性。

也有对羊毛采用氧化还原引发体系嫁接的报告。

该嫁接方法的选择取决于一部分，尤其是单体（丙烯腈，丙烯酸，或甲基丙烯酸酯）和所需的产品纯度。

在药品应用的情况下，质量以及所需要的产品纯度非常高。

因此，为生物黏附嫁接作为控制药物释放系统平台淀粉共聚物生产，联合丫-辐射系统是首选。

在另一种方法的淀粉接枝共聚物被自然捣碎引发在淀粉主干产生的自由基以便接枝聚丙烯酰胺的合成和共基质可以通过反应挤出法制备。

Taghizadeh 和Khosravy 在2003 年已经研究了动力学的机理、接枝被还原引发体系。

还有其他一些报告中的特定的合成，接枝共聚物表征及稳定。

此外，接枝淀粉乳液可以被用作在产品的最终制定原淀粉颗粒上。

因此,从上述讨论和可利用的文献,可以这样说,在大多数情况下,最好的选择是氧化还原系统启动的聚合反应。

淀粉的接枝单体采用单系统已被广泛研究，但是，两个或多个单体组合为接枝淀粉的使用受到很少的重视。

目前的研究工作中，接枝共聚的引发通过化学法在亚铁离子氧化还原系统中使用苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯。

在单体的比例上看到不同的接枝效率的效果，接枝率和其物理化学性质。

淀粉接枝共聚乳液被用作制造原淀粉自由流动的颗粒粘合剂。

自由流动的淀粉颗粒在流化床干燥机上干燥到所需的水分含量。

本研究的目的是发展提高淀粉接枝共聚苯乙烯/ 甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯/ 丙烯酸丁酯的反应条件，研究了接枝率，拉伸强度，流变性能及其在纺织工业中的应用。

2 材料与方法2.1淀粉酸变性淀粉在M/s. S.A. 公司，医药化工列兵有限公司，印度的孟买被用作是标准的。

淀粉具有一个固有的粘度，在25C测量是0.46 dl/g 。

2.2单体市场上可利用的有甲基丙烯酸甲酯 （MMA,丙烯酸丁酯（BA ）和苯乙烯（ST ）。

聚合前，单体通过洗涤去除它们的抑制剂。

单体先用饱和 5%（w/ v ）NaHS03容液 洗涤,然后用5%（w/ v ）NaOH 溶液,而商业级的苯乙烯单体是用15%（w/v ）K0H 溶液 去除抑制剂。

用化学药剂处理的单体被进一步用蒸馏水和去离子水清洗， 直到水 变成中性为止。

2.3其他试剂硫酸亚铁铵[Fe （NH4）2 • （SO4）2 • 6H2O] （FAS ），双氧水（H2O2 30%w/v ），氢 氧化钠（NaOH ,氢氧化钾（KOH 是分析成等级的。

2.4接枝聚合过程在一个特有的步骤中，淀粉通过在配有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应 器中加热到75~80C 的水中（5% w/v ）糊化。

糊化淀粉然后冷却到 60C 的反应温 度。

含氮空气保持在反应器中来净化在反应器中氮气。

硫酸亚铁铵随后加入到反应器中遵循单体的增加物。

此外，过氧化氢被添加到引发聚合反应。

该反应进行 了2小时60E 恒温浴为时保持在450转搅拌。

对于42%的单体淀粉率至58%淀 粉比重的单体由苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯和ST/ BA 的比例80/20 ,50/50和20/80 的比重来用。

在反应结束时，烧瓶中的容积被添加到乙醇和沉淀是允许的形式， 由淀粉接枝共聚物和甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯和苯乙烯的均聚物组成。

这个 沉淀是过滤和在60C 烘箱干燥至恒重来实现。

单体转化率由淀粉产品的重量增 加来计算。

这个polyMMA,polyST 和polyBA 在干燥的聚合物产品是采用索氏提取 分离用氯仿紧随其后每12小时乙烯基氧化物。

百分比转换（PC,接枝效率（GE ， 接枝率（GY ）和接枝率（GP ） 使用下列公式计算：Percentage conversion (PC)=一 址 100 Graft efficiency (GE) =— x 100W| Graft percent(GP) = — x 100W4Graft yield(GYi =^xl00其中w1的是聚合物形成重量（克），w2是采取单体重量（克），w3是嫁接的聚合 物重量（克），w4是采取淀粉重量（克），w5是淀粉接枝聚合物重量（克）(3) (4)2.5表观粘度对样品的表观粘度的测量在28C用带有圆锥体和金属片（35/2度角）集合器的Haake Rotovisco RT-10。

接枝淀粉乳液等为接枝淀粉颗粒（以下简称为GSG 5% w/v溶液是粘度测量的准备。

2.6拉伸强度拉伸强度和断裂伸长率在普通的测量机器上（模型:H5KS,Tinius-Olsen）根据ASTM程序D-2256测量。

棉纱是由浸在熟的原淀粉和改性GSG淀粉溶液（5% w/v）5分钟和在100C的烘箱干燥3分钟来排列。

2.7溶出率这个溶出率测定溶解已知数量的颗粒在水中溶出率设备使用。

其溶液温度保持在60C，搅拌转速为100转。

对样品进行了每30秒采集和用浊度计对样品的浊度进行测量（型号：965-IR, Orbeco-Hellige ，美国）。

2.8傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析傅里叶变换红外光谱的淀粉和接枝共聚物红外光谱仪上使用溴化钾微丸记录（型号：Bomem Hartman & Braun MB-系列，德国）。

3结果和讨论3.1接枝机理铁离子在聚合生产中存在的根据在反应阐明的反应机制生产自由基（i），如下所示。

如反应（ii）所示，自由基产生预胶凝淀粉通过直接从预胶凝淀粉分子提取氢原子微自由基。

如反应（iii）所显示，在苯乙烯单体/甲基丙烯酸甲酯的存在中，预胶化淀粉激进添加到双键的单体，进入淀粉与基础的产物单体共价键形成了对单体即链引发。

在目前的情况下，两种不同的单体，这将附上随机增长的链条如图反应（iv）、（v）。

这样，该聚合反应的传播会发生。

最后，如反应（vi）和（vii）所显示，不断增长的接枝链终止时伴随着开端，耦合或化合反应。

J F B + HjOj f *0H + OH-+ Fa*(erreus hydros tn radicaljons peroxideSt-OH ----------------- + RMsearch starch (ii)-(iii}CH3St-O-H^c —oICH3o ICH3(iv)■一■5tarch-1g-f>oly(ST-co-MMA)Graft propaganon3.2单体比例的影响单体接枝率可能会影响接枝效率(GE 以及接枝率(GP 。

在下面的研究中， 单体范围在80/20，50/50和20/80的重量部分不同浓度的影响进行了讨论。

图 1显示单体比例(ST/MMA)对GE 和GP 的变化的影响。

可以看出，在 ST/MM/系统 的情况下，GE 增加与在ST 的增量到MMA 勺比率。

然而，GP 最初增加，此后随 ST 的进一步增加而减少，MMA 浓度比下降。

表1显示了对单体转化率和接枝率， 单体比的影响。

与其他比率 50/50或20/80比较，在苯乙烯80/20比率和MMA 或者BA 发现单体转换最少。

图2在ST/BA 系统的情况下显示单体比例的变化 的作用。

这表明，随着 ST/MMA 勺比例不断增加，GE 和GP 都下降，与ST / MMA 的系统比较，ST/BA 系统具有更高的GE 和 GP图1影响单体的接枝率和接枝效率为 ST / MMA 的浓度。

GP (□), GE ( X) 在50/50的ST/MMA 或 ST/BA 的情况下，聚合物转换率最大如表 1所显示。

DM&nmir Rilie (ST/MMA]4 »3O153OW1O60刃如»加m在20/80比例的ST/BA 给了可比较的聚合物转换，这是比ST/MMA 有类似成分高。

如表1所显示，可看出接枝率在112-137范围内变化。

由于高的反应的速率，在 50/50的比率的情况下，ST/BA 的咼分子实现了转换。

由于同样的原因，ST/BA系统接枝效率也比ST/MMAK 统高。

4S-图2影响单体的接枝率和接枝效率为 ST / BA 系统的浓度。