聚丙烯酰胺与淀粉接枝共聚物的研制及应用.doc

聚丙烯酰胺与淀粉接枝共聚物的研制及应用1996年第2卷第2期?65?聚丙烯酰胺与淀粉接技共聚物的研制及应用.梁红尚小琴,一一一(广州大学轻化棠):?摘要:本文介绍了淀粉化学改性一种多功能的阳离子型造纸助剂的合成与应用.以淀粉为原料使之与聚丙烯酰胺经霍夫曼重排反应产物进行接技反应而制得,舟绍了其台成原理,工艺及使用效淀彳裂.关键词:曼兰塞耍煎壁壁苎确于裂.1前言造纸工业中使用各种助剂来提高生产效率+改进产品性能.国内造纸助剂的品种还较少,研制多功能及价格低廉的造纸助剂是很有意义的.改性淀粉造纸助剂是目前使用最多的一种助剂,其原料易得,价格低廉+但使用效果不是很理想,而且用量较大聚丙烯酰胺是一种优良的造纸助剂,在世界造纸工业应用已有几十年的历史.添加于纸浆湿部+能有效地提高纸张的耐破度,抗张强度等机械性能,其突出优点是增强助留,效果极佳,用量少,但成本高,价格昂贵.如果能将两种助剂有机地结台起来,各取其之长+补其之短,必然是一种更为优秀的助剂.聚丙烯酰胺与淀粉接技共聚,形成一种主反应:新的共聚物.能实现上述设想.2实驻部分合成反应分为三步进行:淀粉的糊化;聚丙烯酰胺的Hofmann重排反应;重排后的产物与糊化淀粉接枝共聚.2,1反应原理2.1.1Hofmann重排反应当聚丙烯酰胺(PAM)与NaOCI强氧化剂在碱性条件下可进行部分胺化,可使部分酰胺基变为胺基,这就是酰胺的Hofmann重排反应.该反应早在1956年即有报导.但近年来仍不断有文献和专利出现.其反应原理如下:fcH2一cH+NaOCl+2NaOH一cH2一cH+Na:c03+NaC1+H2OIlCoNH2NH!机理;H/RCONH2+NaOCIRCON+NaOHCI?66?广州化工j996年第2卷第2期,/iaOHORCONCN.<一一.,_:吾一一.<,)一RN=co2.1.2重排反应产物与淀粉接枝反应在上述反应过程中生成的异氰酸酯基活性很高,易与淀粉中-OH基团反应.因此,重排反应进行到一定程度时,把它们加到经过顶处理淀粉溶液中,这种异氰酸酯基便有可能与淀粉之葡萄糖单元上的羟基反应,结果制得阳离子的淀粉接枝共聚物,其反应式如下:七CH:一cH手_cH2cH手一七CH2cH手lIN=C=OCONH2NHoIStCNHl淀粉stoH七CH2cH手一-6CH2cH手一-6CH2cH手llCONH2NH22.2合成过程2.2,1碱糊化取一定量的淀粉,加入定量的水,在搅拌下,慢慢滴加定量的NaOH碱溶液,在室温下糊化70分钟2.2.2聚丙烯酰胺的Hofmann重排反应取定量的PAM水溶液,置于烧杯中,用冰水冷冻至515.C;取一定量的NaOH及NaOCI溶液,置于另一烧杯中,用冰水冷至515C;然后将冷冻的NaOH及NaOC1在搅拌下加入冷冻的PAM溶液中,搅拌控制其2.3工艺流拦示意囝NaOHNaOCl温度在45C以下,反应一定时间后,即可得PAM经Hofmann反应的产物.2.2.3淀粉与PAM的Hofmann产物的反应把PAM的Hofmann反应产物加到装有糊化好的淀粉溶液之四日烧瓶中,经4045C下反应3O40分钟,然后用一定量的Na.SO终止反应.最后经6N盐酸进行酸化,当pH为3左右时,将酸化液倒入23倍酒精中,析出白色沉淀物,分离,干燥后即得干粉产品匾重巫圃匮圈一接植反应+碱匹垂圈一固1996年第24卷第2期广州化工?67?3结果与讨论将聚丙烯酰胺淀粉接枝共聚物助剂用于纸袋纸生产中,其增强效果较佳,与阳离子淀粉比较,仅用阳离子淀粉量的四分之一,其效果还优于阳离子淀粉.试验条件为:原料:100未漾硫酸盐松木浆纸机:圆网纸机解度:l920.SR助剂加入量:0.5(含固量对绝对千浆量)试验结果见表:接枝物添加量对纸袋纸性能的影响由表中数据可知,聚丙烯酰胺提粉接枝共聚物与阳离子淀粉,对纸张的物理性能都有较大的提高.前者,耐破度提高21,裂度长横向提高24,纵向提高2d,伸长率横向提高35,纵向提高l1,撕裂度基本不变.而阳离子淀粉耐破度提高l5,裂断长横向提高l2,纵向提高l8,伸长率横向提高28.纵向提高6,撕裂度基本不变.比较聚雨烯酰胺淀粉接枝共聚物与阳离子淀粉,前者用量仅为后者的四分之一,但效果都较后者为佳.这样可降低成本,提高经济效益,可见将聚丙烯酰胺与淀粉有机结合形成的新型助剂,是一种目前较为理想的助剂.4结论(1)聚丙烯酰胺经Hofmann重排反应产物与淀粉接枝共聚所制得的阳离子型的淀粉改性剂是一种多功能造纸助剂;(2)该助剂用于纸袋补强,效果明显;(3)聚丙烯酰胺与淀粉接技共聚物作为造纸助剂比阳离子淀粉用量少,效果好.5参考文献lSchiller,A.M甜.al,IE.C.1056.48(1).2l322737Tanalea.H.j.Polym.ScJ.Leltzd.1078,16(2),8789上海化工,1987(1)公开特许,昭47-1633Oev,offer.1075.2,615j.P.Kor且1Bl一24405高分子辩凝荆译文集),北京石化厂情报室.1974,1?68?广化工1996年第24卷第2期ResearchandApplicationofGraft-co-polymerfromPolyacrylamideandStarchL|angHongShangXlaoqin(Hf,IdLs螂dct姗脚.G如fu肝咖)AbstractThepaperintroduceschemicalmodificationofstarch-synthesisandapplicationofakindofmultifunctionalcationictypepapermakingadditive.StarchasarawmaterialisgraftedonareactionproductwhichismadebyHofmannrearrangementofpolyacrylamide-Thepaperintroducestheprincipleofsynthesis,technologyandapplicationresult.hiscomparedwithcationicstarch.Keywords:starchpolyacrylamidecopolymet乙烯丙烯酸甲酯共聚物PVC新助剂据PlasticsWorld1995.53(7)报道.美国俄亥俄州辛辛鄢提市的Quantum化学公司生产一种新型共聚物,商品名为AcryLheneEM802009,其成份为乙烯丙烯酸甲酯共聚物,它可制成具有优良光学性能的柔软性薄膜,抗撕裂和拉伸强度高,并且有突出的耐低温性能.这种低雾度,高光泽的薄膜在相同的添加荆含量时类似于EVA的薄膜,但更柔软和低温冲击强度更高.该新材料的熔融指效MI为2.9,加工容易.其应甩主要是一次性手套.医用薄膜,装饰包装以及共挤出产品等.(丰播海)据ModernPlastics1995,72(7)报道,美国新泽西州Akcros化学品公司推荐一种适用于游泳池