聯系我們 / Contact

  • 山東東達纖維素有限公司
  • 聯系人:王偉
  • 電 話:0533-8299008 13280657534
  • 手 機:13280657534
  • 傳 真:請填寫您的傳真
  • 郵 箱:sddachina@163.com
  • 網 址:http://www.hesistore.com/
  • 地 址:山東省淄博市周村區開發區工業園16號

黃原膠與丙烯酰胺接枝共聚反應的研究

發布日期:2015-03-21 21:39:30

黃原膠與丙烯酰胺接枝共聚反應的研究和丙烯酰胺

黃原膠與丙烯酰胺接枝共聚反應的研究,黃原膠是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛 酸、乙?;?、丙酮酸組成的高分子酸性雜多糖,是集 增稠、懸浮、乳化、穩定于一體,性能較為優越的生物 膠[1]。通過與烯類單體進行接枝共聚反應,可以使黃原膠的性能得到進一步改進或獲得新的特性,從而丙烯酰胺得到更廣泛的應用[M],其中黃原膠與丙烯酰胺的 接枝共聚物是近年來備受人們關注的一種新型功能 材料,既保留了黃原膠自身的特性,又具有丙烯酰胺 均聚物的特點,在藥物控釋W、石油鉆井、三次采 油[74>]、水處理[1°]等領域已展現出良好的應用前景。

在黃原膠與丙烯酰胺的接枝共聚研究中,主要 采用化學引發方法,而化學法引發的關鍵在于選擇 合適的引發劑。目前,Ce4+鹽引發體系是人們研究 最多的引發體[w°],雖然引發效果好,但價格昂 貴,難以工業化生產,使研究和應用受到限制。尋找 有效、廉價的引發體系代替Ce4+鹽,已逐步受到相 關研究工作者的關注??紤]到過硫酸鹽引發體系價 廉且無毒、活化能低、反應條件溫和,在淀粉接枝共 聚中應用已非常廣泛。本文嘗試以過硫酸銨為引發 劑,制備XG-g-PAM接枝共聚物,并探討了黃原膠與
丙烯酰胺接枝共聚反應的規律,研究了單體和引發 劑的濃度、反應溫度以及反應時間對接枝共聚反應 的影響,并通過紅外光譜、X衍射對接枝共聚物的結 構進行了表征,對其熱性能進行了研究,以期為黃原 膠與丙烯酰胺接枝共聚的研究及其應用提供有價值 的參考。
1實驗部分 1.1試劑與儀器
黃原膠為食用級;丙烯酰胺、過硫酸銨、丙酮、甲 醇均為化學純。
VECTOR-22型傅立葉變換紅外光譜儀;D/max- 2200 pc型X射線衍射儀;SDTQ 600綜合熱分析儀。 1.2實驗方法
1.2.1接枝共聚物的合成在250 mL三口燒瓶 中,加人1 g黃原膠和100 mL蒸餾水,放置過夜,充 分攬拌使黃原膠完全溶解。將三口燒瓶放在恒溫水 浴鍋中,在反應溫度下攪拌并通氮氣保護,加人一定 量的引發劑和單體,反應至預定時間后,中止反應, 冷卻。將產物用過量丙酮沉淀,50 T下完全干燥, 得到接枝共聚粗產物。
1.2.2接枝共聚物的處理將粗產品用體積比為 80:20的甲醇-水混合溶劑在索氏提取器中萃取12 h 以上,以除去PAM均聚物,抽提剩余物用蒸餾水反 復洗滌,得到XG-g-PAM接枝共聚物,于50 下完 全干燥,稱重。在提取液中添加少量對苯二酚,減壓 蒸餾,除去甲醇,將剩余濃縮液傾人過量甲醇中,產 生的沉淀即為PAM均聚物。
分析方法
1.3.1 X射線粉末衍射分析實驗條件:CuKa 40kVx40 mA,掃描速度16(。)/1^11,采樣寬度 0.02(°)〇 1.3.2熱重分析實驗條件:試樣量10 ~ 15 mg, 氮氣氛圍,升溫速率10 t/min,黃原膠與丙烯酰胺接枝共聚反應的研究掃描溫度范圍30 ~ 600
2結果與討論
2.1反應條件對接枝共聚反應的影響
2.1.1單體濃度對接枝共聚的影響單體濃度對
圖1單體濃度對接枝率和接枝效率的影響 Fig. 1 Effect of monomer concentration on grafting parameten P(XG) =10 g/L;(NH4)2S208 濃度=8 nunol/L;
反應溫度60 "C;反應時間3 h 由圖1可知,當AM濃度<0.4mol/L時,G和 £隨著單體濃度增加都呈上升趨勢;當濃度AM > 0.4 mol/L后,G和£卻開始呈下降的趨勢。這是 由于當單體濃度較低時,黃原膠周圍的單體較少,單 體自身不容易發生均聚反應,以接枝共聚反應為主, 增加單體濃度使每個自由基引發接枝的單體數目增 多,因此G、£均隨之增大。但單體濃度增加到一定 程度后,過多單體聚集一起,使引發劑分解自由基進 攻黃原膠大分子鏈的幾率下降,單體發生均聚反應 的幾率增加,從而導致G及£開始下降。
2.1.2引發劑濃度對接枝共聚的影響引發劑濃 度對接枝共聚的影響見圖2。
8 mmol/L時,G和£都開始下降。其原因為引發劑 濃度較低時,自由基濃度及接枝活性中心的數量均 隨引發劑濃度的增加而增大,所以G和£也較快增 加,但引發劑濃度過大會造成均聚反應和偶合終止 反應加劇,同時會使黃原膠自由基之間以及黃原膠 自由基與初級自由基之間的終止反應幾率增大,從
而導致G和£的降低。
2.1.3反應溫度對接枝共聚的影響反應溫度對 接枝共聚的影響見圖3。
pf cm-1
圖5黃原膠及接枝共聚物的FMR譜圖 Fig. 5 FT-IR spectra of XG and XG-g-PAM
由圖5可知,黃原膠在3 450 cm — 1處出現強而 寬的0—H伸縮振動吸收峰;在1 615和1耵6 cnT1 處出現COO —對稱及非對稱伸縮振動吸收峰;另外 在1 417和1 023 cm—1處分別出現C—H彎曲振動 吸收峰和0-H彎曲振動吸收峰。接枝共聚物除仍 保留黃原膠的上述特征吸收峰外,在1 675 cnT1和 1 635 cnT1處分別出現歸屬于酰胺基的酰胺I帶吸 收峰(C=0伸縮振動)和酰胺n帶吸收峰(N—H彎 曲振動),在1 450 cnT1處出現C一N的伸縮振動吸 收峰;3 422 cnT1處0—H伸縮振動吸收峰與N—H 伸縮振動吸收峰疊加,黃原膠與丙烯酰胺接枝共聚反應的研究由此證明了丙烯酰胺已接枝 到黃原膠上。
由圖7可知,黃原膠和接枝共聚物都含有大量 親水基團,極易吸潮,100 ^以前的失重都是由吸 附水分在加熱情況下揮發引起的,黃原膠的分解階 段為180?409 t:,在310 t時失重達到50%。接 枝共聚物分解顯示為兩個階段:180 ~ 400 是聚丙 烯酰胺支鏈的熱分解及黃原膠骨架結構的分解造成 的;400 ~ 472 X可能為碳碳單鏈節的分解,在 333失重達到50%。這說明接枝共聚物的熱穩
定性相比黃原膠有所提高。
2.4接枝共聚反應機理探討
Khalil等[12]曾提出過硫酸鹽引發體系的引發機 理為:
S2〇J-^2S0; •
SO; * +H20^HSO; +H0*
s〇r和HCT可奪取黃原膠分子上的氫,使黃
原膠脫去一個氫原子,形成黃原膠自由基XG>,從 而引發單體接枝在黃原膠上,生成接枝聚合物。因 此,在實驗的基礎上,推斷其反應歷程可能為:
鏈引發:XG—H + R* ■»XG# +RH
XG# +M?XGM*
R. +M-M.
(R.=S0; •或 HO.)
鏈增長:XGM* +(n-l)MOCGMn.
M* +(n-l)M ——
(M = AM)
鏈終止:XGM; +XGM;——?接枝共聚物
XGM; +M;——-接枝共聚物
Mn. +Mn.*均聚物
鏈轉移:XGM,,.; +M —^XGM,,., +M*
XGM,,.: +XG—H—^GM^.+XG* +H +
3結論
過硫酸銨能較有效地引發黃原膠與丙烯酰胺的 接枝共聚反應,G和£隨單體濃度、引發劑濃度、反 應溫度的變化均出現極大值,隨反應時間的延長不 斷上升,直至基本不變。紅外光譜、X-射線衍射、熱 重分析結果均表明丙烯酰胺已接枝到黃原膠上,并 且由于引人丙烯酰胺改變了黃原膠的結晶性能,熱 穩定性也有所提高。
本文推薦企業:山東東達纖維素有限公司(http://www.hesistore.com/),是專業的羧甲基纖維素鈉,羧甲基淀粉鈉,黃原膠生產型企業,專業生產羧甲基纖維素鈉,羧甲基淀粉鈉,黃原膠。擁有雄厚的技術力量,先進的生產工藝和設備。東達纖維素有限公司全體員工為海內外用戶提供高技術,高性能,高質量的產品。熱忱歡迎國內外廣大客戶合作共贏。
 
国产免费牲交视频免费下载