产品设计

课题名称：丙烯酸酯化淀粉接枝丙烯酰            胺的制备与表征         

学    院：  材料科学与工程        

专    业：  高分子材料与工程     

班    级：   20##-1班           

学    号：   3110415140         

姓    名：                  

丙烯酸酯化淀粉接枝丙烯酰胺的制备与表征

一、背景和意义

首先，淀粉本身具有作为胶黏剂的潜力。淀粉及其衍生物具有良好的粘接性和成膜性，是优良的天然资源胶黏剂；其次，淀粉是一类来源广泛、价格优廉、对环境友好的的天然高分子材料，具有无毒、无异味、无污染的特点；再次，在强调可持续发展战略的今天，随着石油资源的日益减少，以石油为原料的化工产品必将被可再生的天然高分子物质所代替^[1]。

“三醛胶”等木材胶黏剂是由不可再生资源石油的单体所合成，并且在使用过程中，常有有毒气体如甲醛的释放，而威胁人身健康^[2]。因而促使国内外研究学者竞相寻求“三醛胶”的替代品，在诸多木材胶黏剂的开发项目中，淀粉基胶黏剂成为最具开发潜力的天然胶黏剂之一。但同时淀粉胶黏剂在用于木材粘接时仍有一些技术问题亟待解决，比如初粘性较小，干燥时间较长等问题。

1水基淀粉粘胶剂研究的现状与意义

由于淀粉胶黏剂无毒无味，成膜性能好，具有良好的黏合性能，而且作为一种绿色环保型产品更是符合社会需求。随着淀粉胶黏剂研究的深人。各种新的改性方法和制备工艺将会不断涌现，品种和性能将会不断增加和提高，淀粉胶黏剂的应用范围也会得到不断地扩展：耐水性，经得住从冰库取出空气中冷凝湿气的侵蚀，以及长途运输，甚至漂洋过海的环境多变。从发展的趋势看，改性淀粉胶黏剂是胶黏剂工业的发展主流，特别是近年来，世界胶黏剂工业生产技术正朝着省资源、低成本、无公害、高黏性和无溶剂化方向发展，因此，改性淀粉胶黏剂在胶黏剂行业具有巨大的开发潜力和广阔的市场前景。

2 丙烯酸酯化淀粉接枝丙烯酰胺的研究意义

丙烯酰胺与丙烯酸都是具有生理毒性的物质，因此在合成的过程中，应当注意提高药品的利用率，避免过多的药剂浪费与环境污染。另外一个比较明显的改进也是因为丙烯酰胺和丙烯酸的性质带来的。一方面是淀粉链的结构改变，使得微生物无法按照既定的生理消化过程处理这种营养物质。另一方面，体型结构的高分子中，有机会掺杂这类毒性物质，从而使得所合成的物质具有防霉防菌的性质。

二、实验

2.1实验装置

油浴锅（直径20cm　X　高15cm）热载体　植物油

加热装置：DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市子华仪器有限责任公司）

动力装置：国华JJ-1精密增力电动搅拌器（常州国华有限公司）

玻璃仪器：四颈烧瓶、烧杯、锥形瓶、抽滤瓶等（天沪玻璃仪器公司）

衡器：FA2004A型分析天平（上海精科天平仪器总公司）

干燥仪器：101-1AB型（非真空干燥）　　DZ-18C型（真空干燥）（天津市泰斯特仪器有限责任公司）

抽滤装置：SHZ-D(III)循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）

2.2实验药品

CP玉米淀粉（市售）      CP丙烯酸（国药集团上海试剂厂）

AP丙烯酰胺（上海科达化工有限责任公司）    CP十二烷基磺酸钠

CP聚乙烯醇       CP过硫酸铵   滴定：

盐酸标准溶液   氢氧化钠标准溶液     酚酞、甲基橙

三、结果与讨论

1利用取代度表征各条件对实验的影响

确定测定能够反应试验进行程度的方法之后，可以通过一系列步骤确定反应最合适的条件组合，其过程是：在文献之中查找的类似淀粉和小分子羧酸发生反应的条件大概范围来确定本实验合成的精确条件。

温度控制：控制PH为8.5，反应时间3 h，投料比20%，探寻合理温度；

Ｐｈ控制：按照最合适温度，反应时间3h，投料比20％，探寻合理ｐｈ；

反应时间控制：按照合适的温度与pH，控制投料比例20％，探寻合理时间；

2实用性的讨论

本试验产物的防霉性能与粘结性能在简陋的条件下进行了测试。测试表明，淀粉在酯化与接枝共聚的两个反应之后，表现出了强于普通淀粉的应用性能。

在粘结性能上，以本文的粘结强度系数Ｒ为对比，可以验证经过改良的淀粉，其粘结性好于普通淀粉；在防霉性能上，虽然测试结果有一定的主观性，但是表现出的防霉性能确实比为改良的淀粉的性质要优。

由于时间和条件的限制，此外的许多性质测试未能进行分析，或者未能进行精密有效地测试，但是可以推断，本产物在初粘性、保质期等等方面，是要优于普通淀粉的。

四、实验难点

一、丙烯酰胺接枝共聚的具体条件没有确定。本实验最后确定的丙烯酰胺的反应条件只是一个大概的值，因为要很好的确定温度、pH、反应时间、五种物质投料比例、这八个条件即使采用比较简单的正交试验也需要30次以上的试验，对于已存在的第一个丙烯酸酯化条件确定的任务而言，无法有充足时间保证丙烯酰胺的共聚反应来确定精确条件的。

二、所生成的物质的具体优点与用途没有探明。所得出的丙烯酰胺接枝丙烯酸酯化淀粉的乳液之后，由于试验条件以及时间的限制，不能对产物进行全面的彻底的性质测定，所以得到的物质没有得出的具体的用途和使用说明，此有待试验的后续来完善。

五、参考文献：

1．李子东，李广宇等.胶黏剂助剂 ．北京，化学工业出版社，2009.6

2．阎春绵，张忠厚.绿色环保木材用胶黏剂的研究 .化学与黏合  2008，30(5)

3．潘祖仁. 高分子化学（第三版） ．北京，化学工业出版社，2002.10

4．张在新. 胶黏剂．北京，化学工业出版社，2005.1

5．杜江华,陆大年.淀粉醋酯化催化剂的探索 .印染助剂 .上海,2007，24(4)

6．张发爱， 康剑姝， 朱兴华. 含亲水羟基丙烯酸酯单体的乳液聚合动力学 湖北大学学报（自然科学版），2010，32(1)

7．李宁.变性淀粉接枝共混交联型无醛胶粘剂的制备.河北化工 ，2010，(1)

8．S．Middleman. fundamentals  of  polymer processing  McGraw-Hill，1977

9．刘景宏，林巧佳，杨桂娣，改性淀粉胶黏剂的研制.木材工业 . 2004，18(4)

10．谢文娟.改性淀粉胶黏剂的研究概况及展望.化学与黏合 .2008，30(2)

11．时君友,顾继友.木材胶黏剂用酸解氧化玉米淀粉乳液.林业科学 .2009，45(1)

第二篇：产品设计评审报告

表格编号/版次：KCQ/REC-07.01 流水号； 产品设计评审报告

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