乙烯基類單體接枝共聚改性淀粉-蒙脫土納米復合材料的研究.pdf

1、在皮革加工過程中,復鞣是極為重要的一道工序,被譽為制革“點金術”。能賦予皮革優(yōu)異的性能,例如改善柔軟性,提高豐滿度,縮小部位差,增強抗水性、耐光性以及改變革的表面電荷,促進染色均勻等。隨著皮革工業(yè)的發(fā)展,人們對復鞣材料的功能性有了更高的要求,因此研制多功能皮革復鞣劑成為當前國內外研究的熱點之一。本研究采用廉價易得的玉米淀粉為原料,經適當氧化降解與乙烯基類單體進行乳液接枝共聚反應,進而與改性蒙脫土復合制備一種多功能復鞣劑,并將其應用于皮革

2、復鞣工藝中,預期提高皮革的除醛性和阻燃性。
　　 本研究首先采用一步法對淀粉進行氧化降解,再與乙烯基類單體進行乳液接枝共聚反應制備接枝共聚改性淀粉。以降解淀粉的外觀、旋轉粘度、羧基、羰基含量及接枝共聚改性淀粉的乳液穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性、單體轉化率、接枝率、接枝效率、應用性能等為指標,考察了氧化劑用量、氧化降解溫度和氧化降解時間對降解淀粉和接枝共聚改性淀粉性能的影響,同時考察了引發(fā)劑的用量、乳液接枝共聚反應溫度、反應時間、丙烯酰胺用

3、量對接枝共聚改性淀粉性能的影響。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TGA)、X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)等手段分別對氧化降解淀粉和接枝共聚改性淀粉進行了表征。采用1631、尿素、L-酪氨酸和二苯氨基脲分別對鈉基蒙脫土進行改性,考察了改性劑種類和pH對改性蒙脫土的影響。采用XRD和TGA對改性蒙脫土進行了表征。最后將接枝共聚改性淀粉與不同改性蒙脫土復合制備了改性淀粉/MMT納米復合材料,考察了改性蒙脫土種類對復合材

4、料物化性能和應用性能的影響。采用XRD、TGA和SEM對復合材料進行了表征。
　　 在本實驗條件下,接枝共聚改性淀粉乳液的最優(yōu)制備工藝為:氧化劑用量為7.5%,降解時間為30min,降解溫度為95℃,引發(fā)劑的用量為8%,乳液接枝共聚反應溫度為55℃,反應時間為3h,丙烯酰胺用量為20%。FT-IR和TGA結果表明,乙烯基類單體已成功接枝于氧化降解淀粉分子上;XRD結果表明,淀粉在氧化降解和接枝共聚作用下,淀粉顆粒結構和球晶中結晶

5、相遭到了破壞,同時使淀粉由晶態(tài)結構不可逆的轉變?yōu)榉蔷B(tài)結構;SEM結果表明,氧化和接枝共聚均破壞了淀粉規(guī)整的晶體結構。將接枝共聚改性淀粉應用于皮革復鞣后,結果表明,坯革的增厚率為23.53%,除醛率為36.95%。坯革的抗張強度相對于空白樣和對比樣變化不大,撕裂強度相對于空白樣和對比樣有所增加。
　　 分別用1631、尿素、L-酪氨酸和二苯氨基脲對鈉基蒙脫土進行改性。XRD結果表明,改性蒙脫土的層間距較Na-MMT增大;結合TG

6、A結果表明,1631、尿素和L-酪氨酸成功改性了Na-MMT,但二苯氨基脲改性MMT的程度較小。
　　 最后將接枝共聚改性淀粉分別與不同改性蒙脫土復合制備了改性淀粉/MMT納米復合材料。XRD結果表明,改性淀粉/Na-MMT和改性淀粉/1631-MMT納米復合材料屬于插層型納米復合材料,改性淀粉/尿素-MMT、改性淀粉/L-酪氨酸-MMT和改性淀粉/二苯氨基脲-MMT納米復合材料屬于剝離型納米復合材料,且改性淀粉/MMT納米復合

7、材料的結晶度相對于改性淀粉均增大,其中改性淀粉/L-酪氨酸-MMT納米復合材料的結晶度最大為25.42%,說明改性MMT的引入使改性淀粉的結構進行了重組,提高了改性淀粉分子的規(guī)整程度;TGA結果表明,改性MMT的引入提高了復合材料的熱穩(wěn)定性;SEM結果表明,引入蒙脫土可能會影響改性淀粉的晶體結構。
　　 將接枝共聚改性淀粉/蒙脫土納米復合材料應用于皮革復鞣后,結果表明,與改性淀粉復鞣后的坯革相比,經改性淀粉/L-酪氨酸-MMT納