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玉米淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂及其应用研究

作　者: 魏春红
导　师: 曹龙奎
学　校: 黑龙江八一农垦大学
专　业: 食品科学
关键词: 高吸水性树脂接枝共聚水溶液聚合吸水倍率
分类号: TQ324.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本研究以玉米淀粉为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法成功的制备了玉米淀粉接枝丙烯酸系高吸水性树脂。过硫酸盐是一种引发效率及重现性较好的引发剂,在反应中没有温度的剧烈变化,工业生产易于控制;制备工艺既不需特殊的生产设备,也不需通氮气保护,工艺简单,投资少,成本低,为高吸水性树脂的大面积推广使用做了有益的尝试。首先,对玉米淀粉接枝丙烯酸系高吸水性树脂的制备工艺条件进行研究。讨论了淀粉乳糊化方法、淀粉乳浓度、单体用量、单体中和度、引发剂用量、交联剂用量、反应温度和反应时间对树脂吸水率的影响。通过单因素及五元二次旋转正交优化实验,以吸去离子水倍率为指标确定的最优组合为:淀粉乳浓度为12.20 %,引发剂用量为2.72 mL,交联剂用量为0.57 mL,单体用量为18.26 mL,单体中和度为76.83 %,所得树脂吸水率为698 g/g。其次,采用生物显微镜、扫描电镜、傅立叶红外光谱、X-衍射等检测手段对玉米淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的性能进行分析。结果表明:树脂表面看不见明显的淀粉颗粒,且不影响树脂的吸水倍率。影响树脂吸水率的主要因素是在树脂内部通过交联所形成的网络结构。同时研究了高吸水性树脂的其它性能,如吸液速率、保水性、重复利用性、与土壤混合后持水性能及生物降解性能。结果表明实验所制备的树脂吸液速率较快,在高温和高压下均表现出较好的保水性能,其吸液倍率受溶液中Na+、Ca2+浓度的影响较大,随Na+、Ca2+浓度的升高而降低,对人工血及人工尿吸附倍率较低,树脂与土壤混合后能显著提高土壤的膨胀倍率及持水性能并能有效降低土壤水分的蒸发速度,在室内培养箱及采用土壤溶液接种法均可达到一定程度的降解。相比较而言,土壤溶液接种法的降解效果要优于土壤表面降解法。最后,将实验制备的高吸水性树脂应用于白菜种植,实验设一个对照,五个处理。结果表明:树脂可提高白菜的出苗率,高吸水树脂添加量为1.5 g时出苗率为83.9 %比对照高29.4个百分点;树脂添加量为3.0 g时叶绿素含量为31.4,为对照组的4.98倍,能为植物的生长发育储备更多的物质基础;同时随着树脂用量的增加,各处理的丙二醛含量都有所下降。添加0.5 g样品的丙二醛含量增加不明显,而添加量为1.0 g～3.0 g之间样品中丙二醛的含量明显下降。其中添加量为3.0 g的样品丙二醛含量最低,效果最好。这说明,将树脂应用于白菜种植,能有效提高植物的抗旱性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
第一章引言  6-16
  1.1 高吸水性树脂  6-14
  1.2 淀粉系高吸水性树脂介绍  14
  1.3 课题研究的背景和意义  14-15
  1.4 论文研究内容  15-16
第二章以玉米淀粉为原料制备高吸水性树脂的研究  16-29
  2.1 实验材料  16
  2.2 实验方法  16-17
  2.3 结果与讨论  17-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章高吸水性树脂性能研究及结构表征  29-39
  3.1 实验材料  29-30
  3.2 实验方法  30-33
  3.3 结果与讨论  33-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章玉米淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂应用研究  39-48
  4.1 实验材料  39-40
  4.2 实验方法  40-42
  4.3 结果分析  42-46
  4.4 本章小结  46-48
第五章结论与建议  48-50
  5.1 结论  48
  5.2 本论文创新点  48-49
  5.3 建议  49-50
附录  50-51
参考文献  51-54
致谢  54-55
作者简历  55

玉米淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂及其应用研究

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