淀粉等离子体接枝丙烯酸的处理效果表征

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1、摘要淀粉接枝聚丙烯酸作为经纱上浆的浆料，既保有了淀粉的资源丰富、生产成本低、环境兼容性好等优点，又避免了淀粉浆料的粘度不稳定，成膜性差和对疏水性纤维粘附力不够等缺点。本论文根据等离子体处理后出现的过氧自由基可进行接枝反应，将淀粉与丙烯酸接枝共聚。通过淀粉接枝聚合丙烯酸的实验系统地研究了等离子体处理中的放电时间、放电功率、气体压强和在空气中放置时间对接枝共聚效果的影响。由实验可知，等离子体处理淀粉接枝聚合丙烯酸的接枝率、单体转化率和接枝效率都较其它方式引发导致淀粉接枝聚合所得到的产率低。在正交实验接枝聚合反应中，用各接枝效果指标加权得到的综合指标(接枝率0．6、单体转化率O．3、接枝

2、效率O．1)作为衡量指标，通过极差分析可知等离子体处理对接枝效果的影响因素按由强到弱依次为在空气中放置时间、放电时间、放电功率、气体压强。对正交实验结果进行直观分析，可得最佳处理条件为：放电时间3min，放电功率180w，放电时的气体压强50Pa，在空气中放置时间10min。以最佳处理条件进行试验，得到的综合指标为9．63％，接枝率为7．06％，单体转化率5．36％，接枝效率是37．85％。在表征接枝效果的各个指标中接枝率是描述接枝淀粉本质结构的，它的变化会影响接枝淀粉浆料的浆纱效果的变化，所以本文讨论了影响接枝率的测量和计算的因素。通过显微观察和红外光谱分析发现在淀粉接枝产物中总

3、会出现淀粉与大块的均聚物粘附的现象，这种大块聚合物会使计算得到的接枝率高于实际的接枝率。此外，为更准确的计算接枝率，提出了制作接枝淀粉时不应在接枝粗产品中加入NaOH溶液的建议。使用淀粉膜等离子体处理后接枝聚合丙烯酸，其均聚物附在膜的表面易去除，这使得接枝聚合物质量的计算更为准确；淀粉膜的表面积是明确的，这使得可以研究等离子体处理条件与单位面积上淀粉接枝效果的关系。使用淀粉膜进行试验，以单位面积上聚丙烯酸的接枝质量(g／m2)为指标，讨论了以上等离子体处理的四个因素(等离子体放电时间、放电功率、气体压强和在空气中放置时间)分别对淀粉接枝聚丙烯酸的影响。得出放电时间短时，随着放电功率

4、的增加接枝效果增加；但是当放电时间较长时，随着放电功率的增加，接枝效果先增加后减少；当气体压强和放电时间增加时接枝效果先增加后减少；而当放电时间和放电功率都较高时，接枝效果出现明显突兀的增加，而相应等离子体条件下处理淀粉接枝聚合丙烯酸的接枝率却没有这样的情况出现。通过红外图谱和扫描电镜的表征，证明了淀粉膜等离子体处理后在丙烯酸溶液中可得到淀粉．聚丙烯酸接枝共聚物。但是红外图谱并不能对接枝效果进行定量的分析。最后提出了，淀粉膜等离子体处理接枝聚合实验时，应选择同一块淀粉膜较近处的样品进行试验。试验后对单位面积上聚丙烯酸的接枝质量(g／m2)进行计算时，计算面积应参照红外光谱图的分析情

5、况而定。通过比较淀粉和淀粉膜等离子体接枝处理后的接枝率与单位面积上聚丙烯酸的接枝质量，得出高放电时间和放电功率时，淀粉膜与淀粉等离子体处理后的接枝效果不一致。但是，其他情况下，随着等离子体处理条件的变化，此两者的变化趋势一致，可以使用淀粉膜等离子体处理后接枝聚合丙烯酸的结果来讨论等离子体处理条件对淀粉接枝聚合丙烯酸的影响。关键词：淀粉丙烯酸辉光放电等离子体接枝共聚ⅡABSTRACTAsthesizingforyam，thestarchgraftpolyacrylicacidholdsthecapabilitiesofabundance，lowproductioncostsandgo

6、odbiodegradabilitywithoutthestarchslurryviscosityinstability，poorfilmqualityandpooradhesiontohydrophobicfibers．Thestarchpretreatedundercoldplasmaissubjectedtograftacrylicacid(√虬沁)onthesurfacebecauseofcreatingperoxyradicalafterplasmatreatment．Thenthestarch-g-PAAcCanbepreparedbythesolutionofpoly

7、merizationathighmonomerconcentrationaftertheglowdischargeplasmatreatment．Theinfluenceoffourtechnologicconditionsoftheplasmatothegrafteffecthasbeeninvestigatedasfollowing：thedischargetime，thedischargepower,thegaspressureandthetimeofexpos