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小麦淀粉接枝苯乙烯改性研究
摘要:以小麦淀粉、苯乙烯为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法对淀粉进行接枝改性,分别讨论反应温度、引发剂用量及淀粉与单体配比对产物接枝率的影响。实验结果表明,最佳反应条件为:淀粉58℃左右预糊化30min,,淀粉与苯乙烯质量比1/2(20g/40g), 反应温度70℃,反应时间3小时,%。
关键词:小麦淀粉苯乙烯接枝改性
中图分类号:TQ423 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)007-094-02
难降解的塑料引发的环境污染,即“白色污染”问题已经成为困扰世界各国的一大难题。随着塑料产量的迅速增长,废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。实践证明,使用可降解塑料才是解决塑料污染的一个根本途径。在寻求可降解塑料解决塑料垃圾污染的研究过程中,以淀粉为基础原料得到的生物降解塑料得到了迅速的发展。淀粉基降解塑料在制备过程中,由于淀粉耐水性不好、力学强度低、湿强度差、不宜单独作材料使用,而且淀粉还与聚乙烯等材料的相容性差,本实验采用苯乙烯对淀粉进行改性,在淀粉侧链上引入一容度参数与聚乙烯相近的基团,改善其疏水性和力学性能,便于改性淀粉再与PE共混性能。制成食品包装薄膜或一次性餐具。
1 实验部分
主要原料
小麦淀粉,市售;过硫酸铵,分析纯,相对分子量228,武汉江北化学试剂有限责任公司;苯乙烯,分析纯,相对分子量104,天津市福晨化学试剂厂;碳酸氢钠,分析纯,相对分子量84,天津市福晨化学试剂厂;无水乙醇,分析纯,相对分子量46,安徽特酒总厂;丙酮,分析纯,相对分子量58,天津市永大化学试剂开发中心;环己烷,分析纯,相对分子量84,天津市福晨化学试剂厂。
仪器
反应装置:加热装置、搅拌装置、250ml四口烧瓶、温度计、冷凝管、60ml长颈滴液漏斗、100ml普通滴液漏斗等。
抽滤装置:沙芯漏斗、循环水式真空泵、滤纸等。
提取装置:加热装置、索氏提取器(提取瓶100ml)、纱布、镊子等。
实验方法
淀粉的接枝改性
(1)(mo),先溶解于200ml水中,再用玻璃棒转入250ml四口烧瓶中,在58℃下搅拌30min进行预糊化。糊化完全后,升温或降温至反应温度恒温,先向反应体系中加入少量碳酸氢钠(溶于少量水中)作缓冲液,再同时滴加(NH4)2S2O8引发剂(溶于20ml水中)和苯乙烯单体(单体滴加速度略快),恒温反应3h。
(2)待产物冷却至室温后,用无水乙醇萃取,充分搅拌后静置10min。然后将萃取后的反应液用沙芯漏斗过滤(循环水式真空泵抽虑)。过滤得到的固体产物为淀粉-聚乙烯接枝物与均聚苯乙烯的混合物,将产物于60
℃下干燥至恒重后准确称重(ms)。
(3)以丙酮、环己烷混合溶剂(1/1)为溶剂,称取一定量(m1)的产物在索氏提取器中提取10h后干燥至恒重,准确称重(m2)。
计算接枝率
(1)接枝率定义如下:
接枝率=(mg-mo)/mo
mg-接枝物质量;mo-淀粉质量。
(2)接枝物质量按以下公式:
mg= ms?m2/m1
m1-聚合产物提取前质重;m2-聚合产物提取后