機(jī)械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉及其助洗性能的研究.pdf

1、三聚磷酸鈉因其具有價(jià)格低廉、絡(luò)合鈣離子能力強(qiáng)和良好的懸浮分散能力等優(yōu)勢(shì)而被用于洗滌助劑中，但其廢液中磷的排放造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化。為追求良好的生活環(huán)境，無(wú)磷助洗劑的開(kāi)發(fā)研究成為人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。順丁烯二酸酐羧化淀粉就是建立在日益增長(zhǎng)的工業(yè)需要和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)下應(yīng)運(yùn)而生的，它屬于變性淀粉中的一種，是淀粉在一定條件下與馬來(lái)酸酐反應(yīng)得到的產(chǎn)品，可被應(yīng)用于造紙、紡織、藥物載體以及土壤改良劑等方面。因順丁烯二酸酐羧化淀粉分子中存在羧基，使其具有絡(luò)

2、合鈣離子能力以及對(duì)污垢的懸浮分散性能，且能被生物降解，對(duì)環(huán)境友好，因此可作為無(wú)磷助洗劑應(yīng)用于衣物及金屬表面清洗劑中。但淀粉分子具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不利于水及其它化學(xué)反應(yīng)試劑的滲透和反應(yīng)，因此，改善順丁烯二酸酐羧化淀粉的制備方法，實(shí)現(xiàn)其反應(yīng)效率的提高成為了研究的熱點(diǎn)。
　　 采用自制的高能效攪拌球磨機(jī)為反應(yīng)器，以木薯淀粉為原料、馬來(lái)酸酐為反應(yīng)劑、過(guò)二硫酸鉀為引發(fā)劑、乙酸鈉為堿性劑機(jī)械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉。以順丁烯二酸酐羧化淀

3、粉的羧化度為評(píng)價(jià)指標(biāo)分別考察機(jī)械活化反應(yīng)時(shí)間、機(jī)械活化反應(yīng)溫度等因素對(duì)淀粉羧化的影響，并通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化了合成工藝；采用紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射儀(XRD)、熱失重分析儀(TG)及掃描電子顯微鏡(SEM)等考察順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度對(duì)其分子基團(tuán)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和顆粒形貌等的影響；并對(duì)其溶解度、透明度、凍融穩(wěn)定性和凝沉性等性能進(jìn)行了分析研究；在助洗性能應(yīng)用方面，對(duì)順丁烯二酸酐羧化淀粉的鈣離子絡(luò)合能力及懸浮污垢的性能進(jìn)

4、行了初步研究。通過(guò)上述的研究，得到如下主要結(jié)論：
　　 (1)機(jī)械活化反應(yīng)顯著提高了順丁烯二酸酐羧化淀粉的羧化度。正交實(shí)驗(yàn)研究表明各個(gè)因素對(duì)機(jī)械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉工藝影響順序?yàn)椋厚R來(lái)酸酐占淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞引發(fā)劑占淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞機(jī)械活化反應(yīng)時(shí)間＞機(jī)械活化反應(yīng)溫度，機(jī)械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉的優(yōu)化工藝條件為：機(jī)械活化反應(yīng)時(shí)間1.0h、反應(yīng)溫度為50℃、馬來(lái)酸酐的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.0％、引發(fā)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6

5、％、淀粉含水量為12.8％、堿性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％。在該條件下所制得的順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度度7.74％。
　　 (2)紅外光譜分析表明馬來(lái)酸酐跟淀粉發(fā)生了反應(yīng)，產(chǎn)物含有羰基，并隨著順丁烯二酸酐羧化淀粉羧化度的增大，羰基的吸收峰增強(qiáng)；順丁烯二酸酐羧化淀粉X射線衍射分析表明機(jī)械活化反應(yīng)降低了淀粉的結(jié)晶度，便于馬來(lái)酸酐滲透至淀粉結(jié)晶區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)；熱失重分析研究表明機(jī)械活化使淀粉的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，順丁烯二酸酐羧化淀粉的熱穩(wěn)定性隨

6、羧化度的增加而增強(qiáng)；掃描電鏡研究發(fā)現(xiàn)機(jī)械活化干法制備順丁烯二酸酐羧化淀粉的過(guò)程中，淀粉受到了機(jī)械活化和羧化的復(fù)合作用，顆粒表面受破壞的程度隨著機(jī)械活化反應(yīng)時(shí)間和羧化度的增加而增加。
　　 (3)順丁烯二酸酐羧化淀粉的溶解度、透明度和凍融穩(wěn)定性均隨其羧化度的增大而增大；順丁烯二酸酐羧化淀粉的凝沉性隨其羧化度的增加而降低。
　　 (4)順丁烯二酸酐羧化淀粉絡(luò)合鈣離子的能力以及懸浮污垢的能力均隨其羧化度的增大而增大，并分別受絡(luò)