淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应的工艺优化研究
- I -淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应的工艺优化研究摘要 ：淀 粉 接 枝 丙 烯 酰 胺 聚 合 物 是 一 种 新 型 的 高 分 子 聚 合 物 ，兼 具 淀 粉 和 聚 丙 烯 酰 胺 二 者 特 性 ，具 有 广 泛 的 用 途 ，广 泛 应 用于 油 田 开 采 、废 水 处 理 、造 纸 工 业 和 医 疗 卫 生 等 领 域 。以来源广泛的玉米淀粉和丙烯酰胺为原料，采用高锰酸钾为引发剂，制 备了淀粉接枝丙烯酰胺聚合物。通过单因素实验考察了淀粉与丙烯酰胺质量比、引发剂浓度、反 应温度、反应时间、pH 等因素对产物的转化率、接枝率、接枝效率的影响。在单 因素实验基础上，通过正交试验，优化了淀粉接枝丙烯酰胺聚合物制备的较佳条件为：pH=3，淀粉与丙烯酰胺质量比为 1:1.8，引发剂浓 度为 1.5mmol/L，反 应温度为 50，反 应时间为 100min。在此条件下， 转化率为93.035%，接枝率 为 154.072%，接枝效率为 92.014%。关键词 ：淀粉，丙烯酰胺，接枝聚合物- II -Study on Process Optimization of Starch Grafting Copolymerization AcrylamideAbstract: St-PAM is a kind of novel copolymer with the capability of PAM and Starch. It has wildly usages and be used in oil exploration, fluent treatment, paper production industry and medical treatment industry.The acrylamide polymer prepared with corn starch and acrylamide initiated by KMnO4 in this study. The influences of conversion, graft efficiency, graft ratio, are examined in the mass ratio of acrylamide to corn starch, initiator concn, reaction time、reaction temperature and pH through single factor experiments. The optimum conditions are obtained through orthogonal experiments, which based on single ingredient experiments. The results showed that the optimum conditions is that: mass ratio of starch to acrylamide 1:1.8、concentration of the initator 1.5mmol/L, reation temperature 50, pH 3 and reaction time 100 min. The conversion can up to 93.035%, graft efficiency can up to 154.072%, graft ratio can up to 92.014%, in the optimum conditions.Key words: Starch, Acrylamide, Graft Copolymer- 1 -目录摘要 .IABSTRACT.II1 绪论 .11.1 接枝聚合物的合成方法 .11.1.1 水溶液聚合法 .11.1.2 乳液聚合法 .21.1.3 辐射聚合法 .21.1.4 其它聚合方法 .31.2 淀粉接枝丙烯酰胺聚合物的引发体系 .41.2.1 硝酸铈铵及其复合引发体系 .41.2.2 高锰酸钾体系 .51.2.3 过硫酸盐体系 .51.2.4 过氧化氢体系 35.51.2.5 其它 .51.3 淀粉接枝聚合物在工业中的应用 .61.3.1 在废水处理中的应用 .61.3.2 用作超吸水性树脂 .61.3.3 在造纸工业上的应用 .61.3.4 接枝聚合物在石油工业的应用 .71.3.5 接枝聚合物在采矿与冶金工业的应用 .71.3.6 淀粉接枝丙烯酰胺聚合物的其它应用 .71.4 淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的研究现状 .7- 2 -1.5 淀粉接枝丙烯酰胺聚合物的研究动向与发展前景 .91.6 课题选择及研究内容 .92 实验部分 .102.1 接枝共聚反应 .102.1.1 接枝共聚反应的机理 53.102.1.2 高锰酸钾引发烯类单体在淀粉上接枝的反应 54.102.2 实验部分 .112.2.1 主要化学试剂 .112.2.2 实验仪器 .112.2.3 实验装置 .112.3 产品合成与后处理 .122.3.1 淀粉选择及糊化 .122.3.2 接枝聚合物(St-PAM)的合成 .122.3.3 接枝聚合物(St-PAM)的提纯及后处理 .133 实验结果与讨论 .
