氧化淀粉的接枝改性及其電流變性能研究.pdf

1、淀粉是一種廉價(jià)的天然可再生資源，具有極好的生物降解性能和再生性能，是一種理想的綠色環(huán)保材料。其分子的基本結(jié)構(gòu)為葡萄糖單元，每個(gè)葡萄糖單元的2、3、6位C上各有一個(gè)活性羥基，可通過(guò)羥基的酯化、醚化、氧化、交聯(lián)、接枝共聚等化學(xué)改性，合成變性淀粉。 氧化淀粉是淀粉在酸、堿、中性介質(zhì)中與氧化劑作用而生成的產(chǎn)品。淀粉經(jīng)氧化后減少了分子中羥基的數(shù)量，使分子的締合受阻，減弱了分子間氫鍵的結(jié)合能力；同時(shí)降低了聚合度，增加了淀粉的水溶性、粘結(jié)力和

2、穩(wěn)定性。 接枝淀粉是天然高分子化合物與合成聚合物用化學(xué)鍵彼此連接而成的一種接枝共聚物，既具有天然高分子性質(zhì)又具有合成高分子性質(zhì)。接枝淀粉提高了天然高分子的使用價(jià)值，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，這是淀粉改性研究比較活躍的領(lǐng)域之一。 本文以淀粉為原料，首先確定合成氧化淀粉的最佳條件，在此基礎(chǔ)上對(duì)氧化淀粉進(jìn)行接枝共聚得到一種新型的復(fù)合變性淀粉，最后在淀粉接枝共聚物上引入稀土元素，增加其極化能力，合成具有一定生物降解性能的電流變材料。

3、 1.氧化淀粉的合成與表征 選用H2O2作為氧化劑，F(xiàn)eSO4作為催化劑合成了氧化淀粉。利用紅外光譜、X-射線粉末衍射和掃描電鏡等手段對(duì)氧化淀粉進(jìn)行了表征，并利用熱糊滴定法測(cè)定了氧化淀粉中的羧基含量，羥胺法測(cè)定了氧化淀粉中的羰基含量，討論了H2O2用量、溶液pH對(duì)淀粉氧化程度的影響，結(jié)果表明：用H2O2-FeSO4氧化還原體系氧化時(shí)對(duì)淀粉的晶型結(jié)構(gòu)破壞很小，氧化反應(yīng)主要發(fā)生在淀粉的非結(jié)晶區(qū)，只有少量發(fā)生在結(jié)晶區(qū)；淀粉30g，

4、H2O70ml，H2O2用量為3.5ml，溶液pH為9時(shí)對(duì)淀粉的氧化程度最大，羧基、羰基含量最大。 2.淀粉及氧化淀粉接枝共聚反應(yīng)的研究 選用(NH4)2S2O8-Na2S2O3引發(fā)體系，通過(guò)自由基接枝共聚的方法，在淀粉大分子鏈上引入丙烯酸丁脂。采用紅外光譜、同步熱分析、掃描電鏡等對(duì)接枝產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，測(cè)定了單體用量、引發(fā)劑用量以及反應(yīng)溫度對(duì)接枝率和接枝效率的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)，接枝聚合物的相界面結(jié)合更加牢

5、固，熱穩(wěn)定性更好。 3.羧酸稀土改性氧化淀粉接枝共聚物及其電流變性能的研究 稀土元素的外層電子結(jié)構(gòu)基本相同，且具有特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生自旋極化作用，所以具有非常獨(dú)特的光、磁、電和催化性能，從而使稀土材料具有非常廣泛的應(yīng)用。 通過(guò)自由基接枝共聚的方法，合成了氧化淀粉-BA-MAA-RE共聚物。采用紅外光譜、X-射線粉末衍射、同步熱分析、掃描電鏡等對(duì)接枝產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，從而顯示稀土元素已經(jīng)成功地被引入到共