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本研究采用失水山梨醇酐单油酸酯(Span80)为乳化剂,过硫酸钾-尿素为引发剂,液体石蜡为油相,在反相乳液中制备淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物,研究其絮凝性能,并对接枝共聚物进行改性,制备成吸水性材料,进一步扩大其应用领域。
反相乳液聚合方法,是研究淀粉与丙烯酰胺共聚的一种新方法,和溶液聚合进行相比,具有高固含量和速溶的特点,反应易行,后处理容易,设备简单,省费用,从而扩大了其应用领域。所采用的过硫酸钾-尿素复合引发体系是一种新型的引发剂,所需反应温度较低(30℃~40℃),且尿素对聚丙烯酰胺等水溶性聚合物有离散分子间的氢键,改变紧密构像,增进水化而使溶液增粘的作用,表现为相对分子质量的增加。
本研究通过正交实验探讨了油水比、乳化剂用量、淀粉/丙烯酰胺(质量比)、引发剂用量、搅拌速度和温度等合成条件对接枝共聚的影响,实验得到接枝率最高为130﹪,接枝效率最高为93﹪,固含量为34.2﹪的接枝物。对反相胶乳性能、流变性能及稳定性进行了研究,用红外光谱、X-射线衍射证明淀粉和丙烯酰胺发生了接枝共聚反应,用原子力显微镜(AFM)对接枝共聚物的表面形貌进行了详细研究,发现接枝共聚物的AFM图为类似枝状或网状结构,用DTA-TG-DTG研究了PAM和纯接枝物耐热性的影响和热分解情况,用粘均法测得其侧链PAM的分子量为3.2×106。
同时用紫外-可见分光光度计研究了接枝共聚物的絮凝性能,接枝共聚物在处理造纸污水时有很好的絮凝能力,见效快,时间短,对污染物的去除率优于PAM300万产品,由实验得知,接枝物的用量在30mg.L-1时絮凝效果最好。
本研究还对纯接枝共聚物进行改性,制备了交联型接枝物,将所制得的交联型接枝物用于吸水性能测试时,结果表明选用N,N/-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,且用量为0.20﹪(质量比)时,交联聚合物的吸水速率最快,吸水率最高达350g/g。该吸水凝胶具有较高的室温保水性能、优越的离心保水性能,热稳定性好等特点。