论文部分内容阅读
淀粉及改性淀粉以其低廉的价格、可降解性、对环境污染小等特点一直以来在造纸工业中得到广泛的应用。以淀粉为原料制备胶粘剂代替或部分代替传统石油基产品是符合环保要求的发展方向。但目前使用的淀粉基胶粘剂其大多通过化学手段，且组成中含有较多的化学组分，对环境存在污染。本论文以螺杆挤压为基础对淀粉进行改性，螺杆挤压是一种连续高效的作用过程，期望在降低环境污染的同时制备出性能优良的改性淀粉涂布胶粘剂。本论文以木薯原淀粉为原料，以丙三醇为塑化剂通过螺杆挤压作用制备了塑化淀粉。研究了塑化剂用量、压区温度、挤压时间、螺杆转速对塑化淀粉粘度及对涂布纸性能的影响；确定了最佳的工艺参数为：塑化剂用量33%，压区温度120℃，挤压时间120s，螺杆转速110r/min。在此基础上分别以NaH2PO4为酯化剂制备了塑化酯化淀粉，研究了酯化剂用量对塑化淀粉粘度及涂布纸性能的影响，确定了NaH2PO4的最佳用量为2%。以制得的塑化淀粉为原料，以过硫酸钾为引发剂，苯乙烯为共聚单体制备了塑化接枝淀粉。研究了引发剂用量、淀粉与单体配比、氧化剂用量以及乳化剂用量对淀粉乳液粘度及涂布纸性能的影响；确定了最佳工艺条件为:引发剂用量4.5%，淀粉与单体比例4:1，氧化剂用量为5%，乳化剂用量为1.5%。借助于红外光谱分析仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热分析仪（DSC）等分析仪器，研究了木薯原淀粉及改性淀粉的分子结构、结晶结构、糊性能以及表面形貌等的变化。研究结果表明：1.塑化作用没有在淀粉分子中引入新的化学基团；酯化剂与淀粉发生了酯化反应，塑化酯化淀粉分子中产生了P-O-C和P=O结构；接枝聚合反应成功将苯乙烯单体引入淀粉分子链上。2.对淀粉改性使原淀粉的结晶结构受到了破坏，塑化作用没有产生新的结晶结构，对塑化淀粉的酯化和接枝改性使淀粉产生了新的结晶结构；3. SEM分析表明塑化及塑化酯化后淀粉不再呈分散的颗粒状，淀粉颗粒之间的界限消失，形成了连续的块状结构。4.糊性能分析表明，相比于原淀粉，塑化及塑化接枝改性后的淀粉糊化温度降低，而塑化酯化淀粉的糊化温度升高。以塑化淀粉、塑化酯化淀粉、塑化接枝淀粉替代部分胶乳作为涂布胶黏剂，研究了其对涂料及涂布纸性能的影响。研究结果表明，三种改性淀粉中塑化酯化淀粉的使用效果优于其它两种改性粉，其与胶乳的较佳配比为5:7，且涂料具有更好的粘度稳定性。