淀粉丙烯酸
一、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大的发展空间。
高倍率吸水树脂是70年代初期开始发展起来的一种新型功能高分子材料,由于具有优异的吸水性和保水性, 吸水后可达自身重量的数百倍至上千倍,因而广泛应用于农业、园艺、建筑、涂料、石油化工及卫生材料等方面。目前, 国内已有不同规模的吸水树脂生产厂家, 但由于树脂的成本较高, 另一方面研究的还不够细致, 因而推广应用还不够广泛。本实验以淀粉和丙烯酸为主要原料, 采用溶液聚合的方法, 详细研究了除引发剂和交联剂两个重要影响因素之外，其它因素如聚合反应温度、糊化时间、丙烯酸中和度、产物烘干温度、丙烯酸与淀粉不同混合比例等对接枝产物吸水性能的影响, 优化出了在实验室用淀粉和丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂的工艺条件。
二、设计思路
三、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、交联度、吸水率和保水率
等测定方法；
（4）学习并掌握通过改变参数进行树脂性能优化； （5）了解树脂结构与吸水性能的关系。
四、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。引发淀粉成为自由基的手段主要有物理方法和化学方法两大类。物理法主要是用电子束或放射线性元素的射线照射淀粉成自由基，再与乙烯基单体反应；化学法是指利用氧化还原反应等引发淀粉成自由基，再与具有不饱和键的单体反应。
淀粉接枝聚丙烯酸的反应过程如下：
OCH2OHHOHOHHHOHnAPSOCCCH2OHHOHOHHOHnCH2H2CCHCOONaH2CCHCOOHOCCCH2OHHHOHHOHOOCHCH2CHxCH2CHyCOOHCOONaCOOH接枝聚合 有时自由基会在单体上形成，得到不含淀粉的单体聚合，即均聚物。实验中，淀粉接枝共聚物为接枝聚合物和均聚物的混合物，越高的接枝率使得均聚物越少。
树脂的吸水性主要与其化学结构及聚集态中极性基团的分布状态有关。为防止吸水性树脂在吸水时发生溶解，往往在合成时加入交联剂，使分子链之间发生交联反应。树脂网络是吸水能力强大的结构因素，树脂网络的亲水集团是其吸水的动力因素。淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂的吸水能力可以看成是通过水中的高分子电解质的离子电荷相 斥而引起的伸展和由交联结构及氢键而引起的阻止扩张的相互作用所产生的结果。
五、仪器与试剂
玉米淀粉（食用级）；丙烯酸（A.R.）；氢氧化钠（A.R.）；浓盐酸（A.R.）；过硫酸铵（A.R.）；N,N-亚甲基双丙烯酰胺（A.R.）；氮气（普氮）；蒸馏水；模拟尿；5%NaCl溶液；淀粉KI试纸；AgNO3溶液。
四颈烧瓶、温度计、索氏提取器、回流冷凝管、机械电动搅拌器、表面皿、三颈烧瓶、烧杯、干燥箱、加热水浴锅、100目筛网
六、实验步骤
1、制备方法
在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和导气管的四颈瓶中通入N2后，加入2g淀粉和60g水，加热至90℃，进行搅拌糊化，糊化60min后，降温至50℃（同步实验：用一个小烧杯称取30g丙烯酸，加入粗配的约7.5mol/L的氢氧化钠溶液中和至设定中和度（中和约71%mol的丙烯酸），冷却至室温后，加入引发剂过硫酸铵0.7607g和交联剂N,N—亚甲基双丙烯酰胺0.0039g溶解，制备好的溶液呈淡红色）。在N2保护下将制备好的溶液，搅拌、在50－60℃反应45min（液体黏度逐渐增大，搅拌逐渐变慢），将反应产物冷却、用无水乙醇洗涤、抽滤。产物为白色半透明弹性物质，将产物用剪刀剪成细小块。在120℃烘箱干燥至恒重，粉碎的白色粉末状产物。干燥后，进行相关性能测定。
2、 相关表征及性能测定
1.纯接枝共聚物及其接枝侧链的提取
将洗涤后的白色半透明弹性物质，称取三份各10g，为A,B,C。将A在120℃烘箱干燥至恒重，粉碎得白色粉末状产物M1，其质量为4.15g。将另外B,C两份粗产物反复用无水乙醇洗涤，抽滤，然后用丙酮洗涤两次，随后将粗产物剪碎，以乙醇为萃取剂在索氏提取器中抽提3h以出去均聚丙烯酸，最后一次虹吸结束时停止。将抽提后的B烘干至恒重，即得纯接枝共聚物，得3.8g。将C剪碎加入三口烧瓶，再加入250mL的1mol/L的盐酸溶液，回流3h，将淀粉彻底水解.然后用1mol/L的氢氧化钠溶液中和，过滤，多次水洗，所得透明弹性不溶物即为接枝侧链。将其在烘箱中至恒重，称量得 2.接枝率和其它相关性能测试
（1） 接枝率的测定接枝率是指1g淀粉所接枝上的聚丙烯酸的量。
G=m2/（m1-m2）
式中：G为接枝率，g/g；m1为纯接枝共聚物；m2为接枝侧链
（2） 吸水率的测定：吸水率是指1g吸水树脂所吸收去离子水的量。
室温下，称取干树脂样品A和B各0.1g两份放入烧杯中，各分别加入100ml的蒸馏水，快速搅拌均匀，静置过夜使其吸水至饱和，用100目尼龙丝网过滤至无水低落，称量吸水后树脂，计算树脂的吸水倍率并比较。同样，用自来水、模拟尿、CaCl2溶液、NaCl溶液测定吸液情况并比较。
Q=(m2-m1)/m1
式中：Q为吸水倍率，g/g；m1为树脂凝胶未吸水的质量，g；m2为树脂凝胶充分吸水后的质量，g
(3) 保水率的测定：
将做过吸液测定的充分吸取蒸馏水的树脂全部放入已经称好质量的小烧杯中，于50℃恒温烘箱中干燥，每隔30min测定烧杯及烧杯中物质的总质量。
B=(m1/m2)*100%
七、结果与分析
1.接枝率的测定
纯接枝共聚物m1=4.96g
接枝侧链m2=2.39g
由公式G=m2/（m1-m2）得G=2.39/（4.96-2.39）=0.93g/g
2.不同实验条件下产品对不同液体的吸液率的测定及比较
序号 单体：淀粉（质量比） 单体：引发剂：交联剂（摩尔比） 接枝率（g/g） 吸液（蒸馏水）率（g/g）
----------- 粗产品 纯产品
10 15:1 1000:3:0.06 1.307 302.78 353.29
11 15:1 1000:5:0.06 2.31 356.4 552.4
12 15:1 1000:8:0.06 丢失 193.6 168.5
13 15:1 1000:3:0.1 1.25 336.3 368.3 14 15:1 1000:5:0.1 0.94 157.4
100.0
15 15:1 1000:8:0.1 1.32 292.9 207.0
16 15:1 1000:3:0.14 0.28 269.6 278.8
17 15:1 1000:5:0.14 1.13 338.4 317.7
18 15:1 1000:8:0.14 0.93 477.9 138.8
19 20:1 1000:3:0.06 0.45 323.6 333.9
20 20:1 1000:5:0.06 2.78 313.1 214.8
21 20:1 1000:8:0.06 1.66 349.0 430.7
22 20:1 1000:3:0.1 1.22 216.3 200.9
23 20:1 1000:5:0.1 0.47 413.5 272.1
24 20:1 1000:8:0.1 0.66 246.2 169.2
25 20:1 1000:3:0.14 2.32 251.2 334.5
图1.不同反应条件下的接枝率
图2.不同反应条件下粗产品的吸液率
图3.不同反应条件下纯产品的吸液率
3.纯接枝共聚物的保水率随时间的变化
粗产品50摄氏度下保水率的测定：
纯产品50摄氏度下保水率的测定： 时间（h） 0 0.5 1 1.5 2.0
数值质量/g 24.32 20.37 18.59 17.45 13.45
保水率/% 100 83.76 76.44 71.75 55.31
时间（h） 0 0.5 1 1.5 2.0
数值质量/g 15.38 13.47 11.32 9.43 8.20
保水率/% 100 87.58 73.60 61.31 53.31
由上表可知，淀粉-丙烯酸接枝共聚物具有较好的保水率，随着时间的延长，树脂的质量下降的速度较为缓慢，而且可以很明显的看出粗产物的保水性比纯接枝共聚物的保水性好。而对接枝侧链的保水率测定知，接枝侧链的保水率很差。
七、结果与讨论
1. 接枝率丙烯酸的分子量对吸液性能有什么影响？
答：接枝率丙烯酸的分子量越大侧链中所含的羧基即亲水基团也就越多，吸液效果也好，同时分子量增大则侧链体积也越大所形成的网格效应也越明显，故吸水效果也好。
2.淀粉为什么要糊化？有什么作用？
答：因为淀粉经过糊化后，分子链在水中得到充分伸展，便于催化剂和单体与其他部位接触而发生接枝反应。糊化作用是淀粉的接枝效果比不糊化的效果要好。
3、交联剂的用量对吸液性能有何影响？有没有办法测定交联度？ 答：交联剂是控制网络结构的关键，其用量对超强吸水剂的吸水能力有很大影响。交联剂浓度高，交联度高，使得吸水率大大下降；交联度浓度低，交联度低，产品溶解度加大，且保水性差。
淀粉接枝共聚丙烯酸型超强吸水剂的快速合成研究
第２４卷第３期 ２００７年６月 吉 林 化 工 学 院 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＬＩＮ ＩＮＳＴｎＵＴＥ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２ＯＯ７
文章编号：１００７—２８５３（２００７）０３－００２３－０４
淀粉接枝共聚丙烯酸型超强吸水剂的
快速合成研究
曹宏梅，陆钊，赖红伟
（吉林医药学院药学院，吉林吉林１３２０１３）
摘要：用过硫酸钾为引发剂，Ｎ，Ｎ －亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用水溶液聚合方法，使淀粉接枝共聚 丙烯酸（单体）经一步快速合成出固体超强吸水剂．考察了交联剂用量、引发剂用量、单体中和度、淀粉的 用量及其理化状态、共聚合温度等对产品的吸水率的影响．结果表明，当淀粉的用量为２６％，交联剂用 量为０．０６％（占丙烯酸单体的质量分数），引发剂的用量为０．０８％，丙烯酸的中和度为４８％（丙烯酸占
丙烯酸钠的摩尔分数）时，该吸水剂在１ ｒａｉｎ内可完全吸水膨胀，吸蒸馏水率最大为１ ３００ ｍＬ／ｇ，且具有
优良的保水性能． 关键词：淀粉；丙烯酸；接枝聚合；超强吸水剂
中图分类号：Ｏ６３１．２ 文献标识码：Ａ
超强吸水剂（Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＳＡＰ）
是一类具有强吸水性、保水性的环保型高分子，由
于其能吸收自身质量数百倍到千倍的水，且吸收
的水分不易用机械压力压出，具有良好的保水性
能．超强吸水剂已被广泛应用卫生材料、工业脱水
剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等许多
领域．
在本研究中以淀粉和丙烯酸为原料，采用水
溶液聚合的方法，以Ｎ，Ｎ －亚甲基双丙烯酰胺为
交联剂，过硫酸钾为引发剂，在１ ｍｉｎ内快速合成
出泡沫状固体超强吸水剂．所得产品不需要干燥，
可直接粉碎造粒．这种方法与普通的水溶液聚合
和反相悬浮（乳液）聚合等¨ 方法相比，具有体
系粘度较低，混合和传热比较容易，引发剂和交联
剂分散容易均匀，引发效率高，产品分子量比较均
反相乳液体系中淀粉接枝丙烯酸聚合反应及吸水动力学研究
粮油食品科技第２Ｏ卷２０１２年第４期 粮食加工
反相乳液体系中淀粉接枝丙烯酸聚合
反应及吸水动力学研究
申艳敏，龚彦文，朱春山，王天贵 （河南工业大学化学化工学院，河南郑州４５０００１） 摘要：以液体石蜡为连续相，Ｓｐａｎ８０和Ｔｗｅｅｎ８０为复合乳化剂，采用反相乳液聚合法合成了玉米 淀粉丙烯酸吸水性树脂，研究了反应条件对树脂吸水率的影响，并对树脂吸水动力学和耐热稳定性 进行了研究，结果表明在单体（ＡＡ）与淀粉（Ｓｔ）质量比５：ｌ、油水体积比１．２：１、引发剂（ＫＰＳ）质量 ２ ｇ、交联剂（ＮＭＢＡ）质量０．１７５ ｇ、单体中和度６０％、反应时间２．５ ｈ、反应温度６０℃下产品最大吸 水率为７０ ｇ／ｇ，树脂吸水过程符合一级动力学，产品具有较好的热稳定性。 关键词：丙烯酸；玉米淀粉；动力学；稳定性 中图分类号：ＴＳ ２３５．１ 文献标识码：Ａ文章编号：１００７—７５６１（２０１２）０４—０００７—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｇｒａｆｔ ｃｏ——ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｏｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ ｉｎ ｉｎｖｅｒｓｅ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ＳＨＥＮ Ｙａｎ—ｍｉｎ，ＧＯＮＧ Ｙａｎ—ｗｅｎ，ＺＨＵ Ｃｈｕｎ—ｓｈａｎ，ＷＡＮＧ Ｔｉａｎ—ｇｕｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｈｅｎａｎ ４５０００１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｐａｒａｆｆｉｎ ｏｉｌ ａｓ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｈａｓｅ，ｓｐａｎ一８０ ａｎｄ ｔｗｅｅｎ一８Ｏ ａｓ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ａ— ｇｅｎｔ，ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ ｗａｔｅｒ—ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｂｙ ｇｒａｆｔ ＣＯ— ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｉｎｖｅｒｓｅ ｅｍｕｌｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｗａｔｅｒ—ａｂｓｏｒｐｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ， ｉｔｓ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｔｏ ｓｔａｒｃｈ ｗａｓ ５：１，ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｏｉｌ ｔｏ ｗａｔｅｒ １．２：１，ｉｎｉｔｉａｔｏｒ ａｇｅｎｔ ２ ｇ，ｃｒｏｓｓ—ｌｉｎｋｉｎｇ ａ— ｇｅｎｔ ０．１７５ ｇ，ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｍｏｎｏｍｅｒ ６０％，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ２．５ ｈ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６０℃， ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｗａｓ ７０ ｇ／ｇ．Ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｃｃｏｒｄｅｄ ｗｉｔｈ ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗａｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ；ｅＯＩＴＩ ｓｔａｒｃｈ；ｋｉｎｅｔｉｃｓ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
正交法优化淀粉接枝共聚高吸水树脂的工艺条件
第３９卷第５期
２０１０年５月 应用化工 Ａｐｐ￣ｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖ０１．３９ Ｎｏ．５
Ｍａｙ２０１０
正交法优化淀粉接枝共聚高吸水树脂的工艺条件
伍亚华，石亚中
（蚌埠学院食品与生物工程系，安徽蚌埠２３３０３０）
摘要：以过硫酸钾为引发剂，甘油溶液为交联剂，引发甘薯淀粉与丙烯酸接枝共聚反应。对影响反应的主要因素 如丙烯酸中和度、引发剂的量、交联剂的量、体系用水量、淀粉糊化时间进行了研究。结果表明，淀粉接枝丙烯酸共 聚高吸水树脂的最佳工艺条件为：丙烯酸中和度为７０％，引发剂的量为６０ ｍｇ，交联剂量为０．２５ ｍＬ，体系用水量为
４０ ｍＬ，淀粉糊化时间为２０ ｍｉｎ。按此条件制得的树脂的吸水率为７６８ ｇ／ｇ 关键词：甘薯淀粉；高吸水树脂；接枝共聚 中图分类号：ＴＱ ３２２；Ｓ ６３２；Ｓ ３７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—３２０６（２０１０）０５—０６８２—０２
Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｇｒａｆｔ ＣＯ－ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｏｎｔｏ ｓｔａｒｃｈ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ
ＷＵ Ｙａ—ｈｕａ，ＳＨＩ Ｙａ—ｚｈｏｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｎｇｂｕ ＣｏＵｅｇｅ，Ｂｅｎｇｂｕ ２３３０３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｆｔ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｏｎｔｏ ｓｗｅｅｔ ｓｔａｒｃｈ ｕｓｉｎｇ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｅｒ ｓｕｌｆａｔｅ—ｓｏｄｉｕｍ ｂｉｓｕｌ—
ｆａｔｅ ａｓ ｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ，ｇｌｙｃｅｒｏｌ ａｓ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｎｏｍｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｎ—
淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺三元共聚物的制备与性能研究
淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺三元共聚物的制备与性能研究
吴景梅;张毅;陶冬平
【摘 要】无氮气保护下,以过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用水溶液法制备了淀粉(St)-丙烯酸(AA)-丙烯酰胺(AM)三元共聚树脂,重点讨论了原料配比、AA中和度、交联剂用量、引发剂用量等因素对产物吸水性能的影响.实验表明,在反应温度为50 ℃,AA中和度为60%,AM/AA=0.3,交联剂用量0.6%,引发剂用量5%,反应时间3 h,所得产物吸水性能最好,室温下对去离子水吸水率达930
g/g.通过红外光谱对产物的化学结构进行了分析.%The starch grafting acrylic
acid and acrylamide copolymer resin was prepared by water solution
polymerization method using potassium persulfate as initiator and N,N-methylene-bis acrylamide as the crosslinking agent without nitrogen gas
protection.The influences of ratio of AM/AA,neutralization of acrylic
acid,initiator and crosslinking agent were studied on water absorption of
the resin.The optimal polymerization conditions were obtained when the
reaction temperature was 50 ℃,reaction time 3 h,neutralization of acrylic
acid 60%,the ratio of AM/AA 0.3,amount of crosslinking agent 0.6% and
淀粉接枝共聚丙烯酸-丙烯酰胺煤尘抑尘剂的合成及应用
第２１卷第１期 ２Ｏ１０年１月 化学 ＣＨＥＭＩＣＡＩ 研究 ＲＥＳＥＡＲＣＨ 中国科技核心期刊 ｈｘｙｊ＠ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
淀粉接枝共聚丙烯酸一丙烯酰胺煤尘抑尘剂的合成及应用
李 翔，李长有
（河南城建学院化学化工系，河南平顶山４６７０４４）
摘要：以淀粉为亲水主链，丙烯酸和丙烯酰胺为接枝单体，利用加聚反应合成 新型煤尘抑尘剂．从保湿、凝
聚和固结机理出发，测试了其水溶性、吸水保水能力、黏度，以及对煤尘的渗透性和润湿性、凝聚能力、固结能力， 评价了其应用性能．结果表明，所合成的煤尘抑尘剂对煤尘具有长效抑尘作用． 关键词：淀粉；丙烯酸；丙烯酰胺；接枝共聚；煤尘；抑尘剂
中图分类号：０ ６２２．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ８—１０１１（２０１０）ＯＩ－－００５６－－０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｄｕｓｔ Ｄｅｐｒｅｓｓｏｒ ｂｙ Ｇｒａｆｔ
Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔａｒｃｈ・－Ａｃｒｙｌａｔｅ Ａｃｉｄ－－Ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ
ＬＩ Ｘｉａｎｇ，ＬＩ Ｃｈａｎｇ—ｙｏｕ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏＪ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ ４６７０４４，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ｄｅｐｒｅｓｓｏｒ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｗａｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃ—
ｒｙｌａｔｅ ａｃｉｄ ａｎｄ ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｓｔａｒｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｃｈａｉｎ．Ｔｈｅ
ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，ｗａｔｅｒ—ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｗａｔｅｒ—ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｎ—
淀粉接枝丙烯酰胺与丙烯酸的实验研究
２０ｏ６．ＮＯ．６ 王怀硕等．淀粉接枝丙烯酰胺与丙烯酸的实验研究 １５
淀粉接枝丙烯酰胺与丙烯酸的实验研究
王怀硕 ，商平 ，刘美荣 ，冯志鑫 （１．天津科技大学海洋科学与工程学院，天津３００２２２１ ２．天津科技大学材料科学与化学工程学院， 天津３００２２２）
摘要：在氮气保护下，以Ｎ，Ｎ 一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵和亚硫酸钠作为引发剂， 淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸接枝共聚。经干燥后制备吸去离子水迭７００倍的吸水性树脂。探讨了反应 时间、交联剂用量、引发剂用量、单体中和度、反应温度、淀粉用量、干燥温度对吸水倍率的影响。 关键词：淀粉；丙烯酰胺；丙烯酸；接枝共聚；吸抽Ｊ生树脂
吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，含 有大量的亲水基团且具有一定的空间网络结构， 它是能吸收其自身质量几百倍甚至上千倍水的树 脂，其吸水后溶涨为凝胶，即使受到外力挤压水 也不易流失，具有优良的保水性能…。根据吸水 树脂在不同领域的使用，对其吸水倍率、吸水速 率、失水速率、凝胶强度、反复吸水的次数等要 求也不尽相同。本实验欲合成吸去离子水倍率在 ７００倍的特殊用途的吸水树脂，选用淀粉为树脂 的骨架材料【２】，接枝丙烯酸、丙烯酰胺，以Ｎ，Ｎ 一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵和亚硫 酸钠作为引发剂，得到最佳反应条件：反应时间 为３ ｈ，丙烯酸、丙烯酰胺与淀粉的质量比为５： ４：３，单体ｐＨ值为６．５０，交联剂用量和引发剂 用量占淀粉的质量分数分别为０．５５％和ｌ＿３１％， 反应温度为５Ｏ℃，干燥温度为２５℃。
基金项目：天津市社会发展项目资助（０６ＹＦＳＦ０２５００） 作者简介：王怀硕（１９８１一），男，天津人，硕士研 究生。 １ 实验 １．１ 原材料 丙烯酰胺，分析纯，天津市瑞金特化学品有 限公司产品；丙烯酸，分析纯，天津市登峰化学 试剂厂产品：玉米淀粉、木薯淀粉、竹芋淀粉、 马铃薯淀粉，食用级，台湾顶峰公司产品；Ｎ，Ｎ 一亚甲基双丙烯酰胺，分析纯，天津大茂化学试 剂厂产品；过硫酸铵，分析纯，天津化学试剂研 究所产品：亚硫酸钠，分析纯，天津化学试剂研 究所产品；ＮａＯＨ，分析纯，天津市天大化工实 验厂产品。 １．２主要仪器 ＪＢ ９Ｏ．Ｄ型强力电搅拌器：电热恒温水浴锅： 四口瓶；温度计：冷凝管：氮气罐（普氮）：ＦＡ１００４ 型电子天平；ＹＧ．０１２５型烘箱。 １．３高分子吸水材料的合成 将定量的淀粉加入到装有搅拌器、冷凝管和 温度计的四口瓶中，加入定量的蒸馏水，于氮气 保护下在恒温水浴中搅拌糊化，冷却至一定温度 时，加入氧化还原引发剂，反应一段时间后，加
丙烯酸系共聚物改性玉米淀粉胶粘剂
丙艏醴系共景物改性玉米淀粉腔粘荆 ＺＨＡＮＪＩＥ ２００２．２３ｆ１
丙烯酸系共聚物改性玉米淀粉胶粘剂
叶楚平王念贵
（湖北大学化学与材料科学学院，武汉市４３００６２）
摘要介绍了丙烯酸（ＡＡ）一丙烯酰胺（ＡＡｍ）共聚物琏性玉米淀粉腱粘荆的制备方法。研究了聚合反应温
度、ＡＡ—ＡＡｍ共聚物、引发荆厦淀粉的用量、ｐＨ值等各种因素对腔粘剂性能的影响。琏一Ｉ生的腱粘荆表现出良好的
粘接一Ｉ生能，适用于瓦楞纸箱的生产。
关键词ＡＡ—ＡＡｍ共聚物玉米淀粉胶粘荆粘度粘接强度
玉米淀粉胶粘剂具有粘接强度高、无腐蚀性、制
备简单、成本低、防潮性能好等优点，广泛用于瓦楞
纸箱的制造 。’ 。随着我国的对外开放，出口贸易
增加．瓦楞纸箱的用量越来越大，质量要求越来越
高．用氧化、糊化玉米淀粉方法生产的胶粘剂已不适
应优质瓦楞纸箱生产的需求。为了寻求高质量的瓦
楞纸箱用胶粘剂，人们采用加人聚乙烯醇 、聚丙
烯酰胺 Ｊ、脲醛树脂 、聚乙烯醇缩甲醛 等方法
对玉米淀粉胶粘剂进行改性。笔者采用在聚乙烯醇
溶液中先将ＡＡ、ＡＡｍ共聚合，然后再加入玉米淀粉
加热糊化的方法制得了快干型的玉米淀粉胶粘剂．
适用于瓦楞纸箱的快速生产。
１实验部分
１ １主要原料
丙烯酸（ＡＡ）、丙烯酰胺（ＡＡｍ），工业聚合级；
聚乙烯醇（ＰＶＡ１７９９）、玉米淀粉、氨水＋工业品ｉ过硫
酸铵、亚硫酸氢钠，化学纯。
１．２制备方法
将一定量的ＰＶＡ和水加人反应釜内，于９０ ｏｃ
搅拌４ ｈ使ＰＶＡ完全溶解。降温至８０ ｏｃ，滴加
ＡＡ．ＡＡｍ的混合液和过硫酸铵、亚硫酸氢钠的混合
液 约ｌ一１ ５ ｈ滴完，保温反应０．５ ｈ。然后加人玉
米淀粉，继续加热搅拌并使之糊化，加人防腐剂搅拌
均匀，降温至５Ｏ ｏｃ以下，用氨水调节ｐＨ值为８～１０
后出料。
１ ３性能测试
粘度按ＧＢ／Ｔ ２７９４—１９９５测定。
ｐＨ值用ｐＨＳ一３型酸度计测定。
粘接强度按ＧＢ ５０３４—８５测定。 ２结果与讨论
木薯淀粉_丙烯酸接枝共聚合成高吸水性树脂
木薯淀粉－丙烯酸接枝共聚合成高吸水性树脂
樊红日1，张立颖1*，黎洪2，尹丽1（1．广西工业职业技术学院，广西南宁530001；2．广西崇左市环境保护监测站，广西南宁530001）
摘要［目的］研究木薯淀粉合成高吸水性树脂。［方法］以木薯淀粉和丙烯酸单体为原料，过硫酸铵－亚硫酸钠为引发剂，通过水溶液
聚合法制得淀粉基高吸水性树脂。考察了淀粉与单体配比、反应温度、反应时间、中和度和引发剂用量等因素对产品吸水率的影响。
［结果］得出产品在室温下1h内吸去离子水1844g/g、0．9%NaCl盐水224g/g。［结论］该研究为以木薯淀粉与丙烯酸为原料制备高吸
水树脂提供科学依据。
关键词木薯淀粉；丙烯酸；高吸水性树脂
中图分类号S37文献标识码A文章编号0517－6611（2011）11－06545－03
SynthesisofSuperabsorbentPolymerofCassavaStarchGraftingAcrylicAcid
FANHong-rietal（GuangxiIndustrialVocationalTechnicalCollege，Nanning，Guangxi530001）
Abstract［Objective］Theresearchaimedtostudythesynthesisofsuperabsorbentpolymerbycassavastarch．［Method］Usingacrylicacid
andcassavastarchasrawmaterial，ammoniumpersulfateandanhydroussodiumsulfiteasinitiator，superabsorbentpolymerwassynthesizedby
aqueoussolutionpolymerization．Theeffectofmonomer-starchratio，reactiontemperature，reactiontime，acrylicacidanditsneutralizationde-
水溶液聚合小麦淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的研究
２４ 黄军左等水溶液聚合小麦淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的研究
水溶液聚合小麦淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的研究
黄军左，邓永铭 （广东茂名学院化工研究所，广东茂名，５２５０００）
摘要：以小麦淀粉与丙烯酸为原料，以Ｎ，Ｎ 一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵为引发剂，采 用水溶液聚合法合成高吸水性复合树脂。考察了丙烯酸的中和度、淀粉／单体比例、引发剂、交联剂等对 聚合反应和树脂性能的影响。通过正交试验优选出物料的最佳配比：丙烯酸的中和度为９０％，引发剂用 量为０．５％，交联剂用量为０．０５％，淀粉含量为１０ｏｋ。制备得到的吸水性复合树脂吸水率达１０６０ｇ・ｇ～， 性能优于聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
关键词：小麦淀粉，丙烯酸，接枝共聚，吸水性 中图分类号：ＴＱ ２２５．Ｉ３ １
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｒｅｓｉｎ ｆｏｒ Ｗｈｅａｔ Ｓｔａｒｃｈ Ｇｒａｆｔｅｄ Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｕｓｉｎｇ Ａｑｕｅｏｕｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ＨＵＡＮＧ Ｊｕｎ—ＺＵＯ，ＤＥＮＧ Ｙｏｎｇ—ｍｉｎｇ （Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍａｏｍｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍａｏｍｉｎ ５２５０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅａｔ ｓｔａｒｃｈ ｇｒａｆｔｅｄ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｂａｓｅｄ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ ａｓ ｉｎｉｔａｔｏｒ ａｎｄ ｅｐｉｃｈ［ｏｒｏｈｙｄｒｉｎ ａｓ ｃｒｏｓｓｈｎｋｅｒ．Ｗｉｔｈ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｔｙｍｅｒｉｚｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｓｉｎ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ＋Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｒｐｆｉｏｎ ｏｆ
实验四 淀粉接枝聚丙烯腈的制备及其水解
1 实验四 淀粉接枝聚丙烯腈的制备及其水解
一、实验目的
1、学习使用铈盐引发接枝聚合反应的方法;
2、了解淀粉接枝聚丙烯腈的水解反应及其产物的吸水特性。
二、实验原理
淀粉与丙烯或丙烯酸腈的接枝共聚产物能够吸收自身重量数百倍至数千倍的水分，是种高吸水性树脂，广泛应用于沙漠治理，石油钻井和医疗卫生等领域。
淀粉接枝共聚主要是采用自由基引发接枝聚合的合成方法，引发方式有：①铈离子引发体系：Ce4+ 盐(硝酸铈铵)溶于稀硝酸中，与淀粉形成络合物，并与葡萄糖单元的羟基反应生成自由基，自身还原成Ce3+。②Fenton’s试剂引发：由Fe2+和H2O2组成的溶液，两者之间发生氧化还原反应生成羟基自由基，进一步与淀粉中葡萄糖单元的羟基反应生成大分子自由基。③辐射法：紫外线和γ射线可使淀粉中葡萄糖单元的羟基脱氢生成大分子自由基。使用Ce4+盐作为引发剂，单体的接枝效率较高。
淀粉接枝聚丙烯腈本身没有高吸水性，将聚丙烯腈接枝链的氰基转变成亲水性更好的酰胺基和羧基后，淀粉接枝共聚物的吸水性会显著提高，世界上首例高吸水性树脂就是这样合成的。使用丙烯酸代替丙烯腈进行接枝聚合，直接得到含 2 大量羧基的淀粉接枝共聚物，可以免去水解步骤，现已有专利技术。高吸水性树脂的吸水率可高达几千倍，但是由于在制备过程中残留盐分难以除尽，吸水率会有不同程度的降低。此外吸水性树脂的吸水率也与水分的含盐量有关，盐度越高，吸水率越低。
本实验采用铈离子引发体系引发丙烯腈进行接枝共聚，生成淀粉接枝聚丙烯腈，然后使氰基水解，从而形成高吸水性树脂。
三、实验仪器及设备
机械搅拌器，回流冷凝管，250mL四口烧瓶，研钵
四、实验药品
淀粉，硝酸高铈铵，丙烯腈，二甲基甲酰胺，NaOH溶液，pH试纸，乙醇。
五、实验步骤
淀粉的熟化：在装有机械搅拌器，回流冷凝管和氮气导管的250mL四口烧瓶中，加入淀粉5g和蒸馏水80mL。通氮气5min后，开始加热升温，同时开动搅拌器，在90℃下继续搅拌40min使淀粉熟化，熟化的淀粉溶液呈透明粘糊状。