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淀粉接枝聚羟基烷酸酯的合成及其浆用性能研究

作　者: 郭良红
导　师: 郭腊梅
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 接枝淀粉聚羟基烷酸酯浆料 PLA PHB
分类号: TS103.846
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

纺织浆料在纺织经纱上浆中起着举足轻重的作用,常用的浆料主要是淀粉、聚乙烯醇(PVA)、和丙烯酸类三大类。PVA浆料虽是一种性能优良的浆料,但其不易生物降解,对环境污染大。现今国内外普遍呼吁“不用PVA,节能减排环保上浆”,并积极展开了研究开发PVA浆料替代品的热潮。淀粉浆料以其来源广泛,价格便宜,环保性能好,可再生的优势促使了接枝变性淀粉浆料的发展。多年的研究里,已有不少用作浆料的接枝淀粉问世。多为选用烯烃类单体,借助化学或物理方法引发,在淀粉大分子链上产生活性基,从而使基团接枝到淀粉链上。淀粉与可生物降解的聚羟基烷酸酯的接枝共聚物是近年来广受关注的全生物降解高分子体系,应用于生物医用材料和可降解塑料等领域,但尚未有用于经纱上浆的报道。本课题本着绿色环保的思想,利用环酯的开环聚合,通过组装接枝聚合装置包括反应装置、水浴装置、搅拌装置、冷凝装置、真空装置,设定恰当的接枝聚合条件包括接枝聚合反应的投料比、单体配比、聚合时间、聚合温度、催化剂浓度,以羟基羧酸中的DL-乳酸和γ-丁内酯为接枝单体,辛酸亚锡为催化剂,合成出淀粉接枝聚羟基烷酸酯。以丙酮为溶剂,在离心机中对淀粉接枝聚羟基烷酸酯进行分离提纯,得到接枝率从21.54%～35.07%变动的接枝淀粉试样。通过红外吸收光谱验证了接枝支链—聚羟基烷酸酯的存在。探讨了淀粉与DL-乳酸、γ-丁内酯发生接枝聚合的反应机理,推断在接枝聚合反应中,DL-乳酸在体系中生成丙交酯,丙交酯和γ-丁内酯分别通过开环聚合接枝到了淀粉大分子上。不同接枝条件下合成出的接枝淀粉试样具有不同的性能,根据浆用性能的几种评价指标如浆液粘度、浆液粘度稳定性、浆液粘附性、浆纱增强率、浆纱耐磨次数、浆纱毛羽指数对几种接枝淀粉试样进行筛选,确定出接枝淀粉浆用性能得到较好体现的接枝聚合条件。重新实施接枝聚合实验,验证了接枝聚合反应合成出的接枝淀粉性能具可重现性。选取了一系列常用浆料包括酸解淀粉浆料以及酸解淀粉/PVA混合浆料与接枝淀粉试样进行浆用性性能对比,从聚合物分子间物理和化学作用方面,分析了淀粉接枝聚羟基烷酸酯的浆用性能,得出:淀粉接枝聚羟基烷酸酯可以在浆料领域得到应用,且能够控制接枝聚合条件合成出浆用性能较优的淀粉接枝聚羟基烷酸酯,用于棉纱上浆和涤棉纱上浆;此种接枝淀粉的浆用性能优于酸解淀粉浆料及含少量PVA的混合浆,但仍和含较高量PVA的混合浆料存在差距。

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