淀粉接枝涂布纸胶乳的合成及表征

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1、淀粉接枝涂布纸胶乳的合成及表征学位论文完成日期：2Q!垒：鱼：三指导教师签字：答辩委员会成员签字：青岛科技大学研究生学位论文淀粉接枝涂布纸胶乳的合成及表征摘要J[111IIIiifrllrIIIIrIllIHIMIllfirIIIfY2552962本论文围绕淀粉接枝涂布纸胶乳的合成及应用展开研究。首先将木薯淀粉酶解或氧化改性，然后与苯乙烯、丙烯酸正丁酯接枝共聚，合成了酶解淀粉接枝聚苯乙烯．丙烯酸丁酯(EDS-g-P(St．BA))胶乳和氧化淀粉接枝聚苯乙烯．丙烯酸丁酯(OS．g-P(St．BA))胶乳，通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、热重(TG)、差示

2、扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、凝胶渗透色谱(GPC)、动态光散射等方法对产物进行表征，并研究了两种胶乳的涂布应用性能。．(1)使用Q．淀粉酶将木薯淀粉催化水解，以过硫酸铵为引发剂，Ⅳ'Ⅳ，-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用无皂乳液聚合方法制备EDS-g．P(St．BA)胶乳。实验结果表明，经过降解的酶解淀粉的分子量和糊化液粘度明显降低，还原糖含量增加。酶解淀粉除了可以代替部分单体，还具有很好的分散稳定作用，在不加入乳化剂的情况下制备的EDS-g-P(St．BA)胶乳具有较好的胶体稳定性。淀粉的降解程度越大，接枝水平越低，乳液粒径越大。通过TG和D

3、SC表征发现，酶解淀粉的加入可以提高共聚物热稳定性，EDS-g-P(St．BA)共聚物的玻璃化转变温度(强)较不含淀粉的苯丙共聚物升高。EDS-g-P(St．BA)胶乳的最佳合成条件为：淀粉糊化液浓度1mold_,，a．淀粉酶用量5U／g，酶作用时间10min，单体浓度3．6mol／L，单体比例St：BA=3：7，引发剂浓度7×10一mol／L，反应温度80℃、反应时间4h时，单体转化率98％、接枝率238％、接枝效率72％，淀粉在共聚物中的比例35％，接枝水平和聚合物中淀粉比例均得到较大提高。(2)以H202为氧化剂、Cu2+为催化剂制备氧化淀粉并进行表征，发现氧化可以有效降

4、低淀粉糊化液粘度，提高固含量。以氧化淀粉为接枝主链，过硫酸铵为引发剂，Tween80为乳化剂，采用乳液聚合方法合成OS-g-P(St．BA)胶乳。通过对反应产物进行表征发现，氧化淀粉浓度除对接枝水平有较大影响外，对胶乳粒径和Zeta电位也存在影响。氧化淀粉浓度增加，胶乳粒径变小，Zeta电位变大。氧化淀粉的羧基电离使乳胶粒带负电荷，因此接枝的氧化淀粉可以结合静电排斥和空间位阻效应提高OS-g-P(St．BA)胶乳的稳定性。通过TG幂I：IDSC表征发现氧化淀粉的加入同样可以提高胶乳的强和热稳定性。基于响应面法设计四因子三水平的BBD实验对反应条件进行优化，发现氧化淀粉浓度、单体

5、浓度、引发剂浓度和反应温度均对接枝率、接枝效率存在显著影响，最佳合成条件为：氧化淀粉浓度中文摘要6．82％、引发剂浓度0．31％，苯乙烯和丙烯酸丁酯浓度均为20％，反应温度70℃时，最大接枝率为293％；当氧化淀粉浓度为10％、引发剂浓度0．27％、单体浓度18．09％、反应温度70℃时，最大接枝效率为40％。经实验验证，实际值与预测值较为接近，证明所建立模型的准确度较高。(3)将EDS-g—P(St．BA)胶乳以不同比例与传统苯丙胶乳混合，用作涂料黏合剂并进行涂布应用实验，通过对涂料及涂布纸性能进行表征发现：随着EDS．g-P(St．BA)胶乳在混合胶乳中的比例增加，涂布纸的

6、白度、光泽度和Cobb值变化不大，纸张表面干强度得到改善，纸张平滑度、印刷光泽度、油墨吸收性和湿强度性能出现下降，但当EDS-g-P(St—BA)胶乳在混合胶乳中的tLffIJd,于70％时，性能下降不显著。在胶乳中添加交联剂有助于改善纸张性能，当交联剂用量从1％增加至3％时，对涂布纸性能的改善作用明显。涂布纸性能下降并未影响到纸张印刷性能，完全使用EDS-g-P(St．BA)胶乳作为黏合剂生产的涂布纸也表现出良好的印刷效果。(4)将OS-g-P(St．BA)胶乳按不同比例与传统苯丙胶乳混合，用作涂料黏合剂并进行涂布应用实验，通过对涂料及涂布纸性能进行表征发现：随着OS-g．P

7、(St．BA)胶乳在混合胶乳中的比例增加，除纸张白度变化不大外，光泽度、印刷光泽度、平滑度、油墨吸收性、Cobb值和表面强度均出现下降，当OS-g-P(St．BA)胶乳在混合胶乳中的比例小于50％时，纸张平滑度、印刷光泽度、油墨吸收性和湿强度变化不大。当OS-g．P(St．BA)胶乳在混合胶乳中的比例小于70％时，生产出的涂布纸可以获得较好的打样效果。关键词：淀粉接枝胶乳涂布纸无皂乳液聚合STARCHGRAFTCOPOLYMERSLATEXFORCOATEDPAPERABSTRACTThis