磺酸基取代阴离子聚乙烯醇膜材料的制备及表征

采用超声振荡法,通过聚乙烯醇(PVA)与硫酸进行酯化反应制备了聚阴离子膜材料。用正交实验法讨论了最佳合成工艺条件,测定了酯化反应的取代度,并通过红外光谱对材料的化学结构进行了表征。     

月桂酸纤维素酯的均相法合成

在纤维素LiCl/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)均相溶液体系中,以对甲苯磺酰氯(TosCl)为共反应剂,原位活化月桂酸,合成了月桂酸纤维素酯。采用红外光谱、核磁共振、热重等分析手段对产品进行了表征。考察了反应物配比、温度、时间等酯化条件对产品取代度的影响。结果表明:酯化产品的取代度与反应物纤维素葡萄糖苷、月桂酸和对甲苯磺酰氯的配比、反应温度及反应时间有关。在最佳酯化条件下,所得产品的取代度(DS)为2.58。热重分析结果表明,酯化反应削弱了纤维素分子间及分子内的作用力,赋予了月桂酸纤维素酯较好的热加工性。月桂酸纤维素酯在有机溶剂中的溶解度随取代度的增加而提高。     

PVA硫酸酯化聚阴离子材料的制备及表征

利用超声振荡,聚乙烯醇(PVA)与硫酸进行酯化反应制备聚阴离子膜材料。考察了影响反应的因素,确定最佳工艺条件为:3g PVA、20mL水、8g浓硫酸、超声振荡时间80min、反应温度55℃,产品取代度在5%以上,用IR对产品的结构进行了表征。     

己酰酯化羧甲基淀粉的制备及粘度性质研究

以羧甲基淀粉(CMS)为原料,己酰氯为酯化试剂,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,吡啶为有机碱合成了己酰酯化羧甲基淀粉(HCMS)。研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量对己酰酯化取代度(DS)和反应效率(RE)的影响,确定了最佳反应条件为:5 g CMS,40 mL DMSO,反应温度为50℃,反应时间为30 min,有机碱用量为1.0 g。通过IR、流变仪对产物进行了结构及溶液黏度性质研究。通过对不同质量分数和己酰酯化取代度(DShexyl)的羧甲基淀粉溶液黏度性质(剪切速率0～500 s-1)的研究表明,达到临界聚集质量分数2.0%时,适当己酰基取代度(DShexyl=0.3)的HCMS,可以使羧甲基淀粉溶液的黏度由420 mPa.s提高到34 000 mPa.s(γ=5 s-1)。     

反应共混制备木薯淀粉马来酸酯的工艺研究

以木薯淀粉为原料,甘油为增塑剂,马来酸酐(MA)为酯化剂,通过密炼机熔融反应共混制备木薯淀粉马来酸酯。研究了密炼时间、温度、转速及马来酸酐加入量对淀粉酯取代度(DS)的影响,并采用FTIR对淀粉酯的结构进行表征。实验结果表明,取代度随着密炼温度的升高和密炼时间的延长而增大,当密炼温度为130℃或密炼时间为12.5min时取代度变化变得比较平缓;随着密炼转速的增大,取代度先增大后减小,转速为70r·min-1时达到最大值;随马来酸酐含量的增加取代度近似呈线性增长。FTIR结果表明马来酸酐成功接枝到淀粉链上。     

酯化淀粉的制备

本文以马铃薯淀粉为原料,醋酸乙烯酯为酯化剂,制备低取代度醋酸酯淀粉,研究了各反应因素对产品取代度的影响,并以取代度为指标,用单因素试验,确定了其最佳工艺条件,即反应体系pH值10.25,反应温度26℃,反应时间1h,酯化剂用量1g。     

魔芋多糖硫酸酯化工艺优化研究

采用氯磺酸—吡啶法合成硫酸酯化魔芋多糖,单因素试验研究氯磺酸用量、反应时间、反应温度等因素对魔芋多糖硫酸酯化取代度的影响。正交试验,以魔芋多糖硫酸酯取代度作为考察指标,优化出最佳硫酸酯化工艺:氯磺酸用量为6mL;反应温度为50℃,反应时间为2h,在此条件下魔芋多糖的酯化度达到1.12。     

正交优化制备酯化淀粉

以马铃薯淀粉为原料,醋酸乙烯酯为酯化剂,制备低取代度醋酸酯淀粉。研究了各反应因素对产品取代度的影响,用正交试验,确定了其最佳工艺条件,即反应体系pH值10.5~11.5,反应温度26℃,反应时间1 h,酯化剂用量1.5 g。     

醋酸丙酸纤维素的合成与表征

采用非均相催化酯化法合成醋酸丙酸纤维素(CAP),研究了反应时间、温度和催化剂用量对CAP乙酰和丙酰取代度、特性粘度的影响,发现反应温度、反应时间和催化剂浓度增加虽可使产物的取代度增大,但粘度降低,得到优化的反应条件为:催化剂用量1%(wt,相对于纤维素),反应温度60℃,反应时间2 h。酯化反应使纤维素的结晶度降低。     

共反应剂法均相合成长链脂肪酸纤维素酯

在纤维素LiCl/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)均相溶液体系中,以对甲苯磺酰氯(TosCl)为共反应剂,原位活化脂肪酸(RCOOH),合成了长链脂肪酸纤维素酯。采用红外光谱、核磁共振谱、X射线衍射、热重等分析手段对产品进行了表征。考察了脂肪酸含碳原子个数、反应物配比、反应温度、反应时间等酯化条件对产品取代度的影响。结果表明:当反应物纤维素葡萄糖苷(AGU)∶RCOOH∶TosCl=1∶3∶3,反应温度为85℃,反应时间为24h时,产品取代度最高,且随着长链脂肪酸碳原子数目的增加,产物酯化度下降。热重分析结果表明,酯化反应削弱了纤维素分子间及分子内的作用力,赋予了长链脂肪酸纤维素酯较低的热加工温度。长链脂肪酸纤维素酯在有机溶剂中的溶解度随取代度的增加而提高。     

Preparation and characterization of carboxymethyl polyvinyl alcohol–graphite nanosheet composites

Carboxymethyl polyvinyl alcohol (CMPVA) was prepared by introducing carboxymethyl groups to polyvinyl alcohol (PVA) with chloroacetic acid. Graphite nanosheets (NanoG) were obtained by treating expandable graphite at a high temperature in a muffle furnace, and then sonicating it in an aqueous ethyl alcohol solution. Nanocomposites of CMPVA with NanoG were prepared by dispersing NanoG in a CMPVA aqueous solution with the aid of sonication and then casted on plastic film to remove water. Carboxymethyl groups were proved to be linked to PVA by Fourier transform infrared (FTIR) spectra and the degree of carboxymethyl substitution on the PVA was 2.77% determined by conductometric titration. Experimental results show that carboxylate anions in introduced carboxymethyl groups facilitate the dispersal of NanoG with positive charges in the CMPVA solution. The CMPVA matrix was detected by X‐ray diffraction (XRD) and FTIR spectra to be less crystal, into which NanoG tend to disperse. Scanning electron microscopy was used to characterize the structure of the graphite and morphology of the composites to prove that NanoG was 40–70 nm thick. The percolation threshold of CMPVA/NanoG composites at room temperature was as low as 0.80 wt%. POLYM. COMPOS., 2008. © 2008 Society of Plastics Engineers     

乳酸酯化接枝改性聚乙烯醇的研究

乳酸与聚乙烯醇酯化接枝反应对聚乙烯醇进行改性,以改善聚乙烯醇的室温水溶性、热塑加工性及生物降解性能。采用红外光谱和X射线衍射对产物的结构进行了表征,并通过正交试验考察了酯化反应时间、温度、摩尔比和聚乙烯醇的相对分子质量对胶黏剂性能的影响。确定了合成工艺的最佳条件为:乳酸和聚乙烯醇的摩尔比为1∶2,反应温度125～130℃;反应时间3h,催化为氯化亚锡。     

酯化改性聚乙烯醇的研究

以氯乙酰氯作为酯化剂和聚乙烯醇反应,得到了酯化改性聚乙烯醇,其结构经IR表征。通过正交实验考察了反应时间、反应温度对聚乙烯醇酯化程度的影响。结果表明,聚乙烯醇酯化改性的最佳工艺条件为:聚乙烯醇与氯乙酰氯的物质的量之比为1∶2,反应温度为60℃,反应时间为6 h。酯化改性产物的耐水性达到了94.7%。     

硫酸氢钠催化合成邻苯二甲酸二丁酯

以邻苯二甲酸和正丁醇为原料,采用硫酸氢钠作催化剂合成邻苯二甲酸二丁酯,考察了影响反应的因素。实验结果表明:酯化反应的优化条件为邻苯二甲酸、正丁醇、硫酸氢钠物质的量比为1:2.6:0.22,反应时间1.5h。产率可达94.24％。     

酯化改性聚乙烯醇的研究

以氯乙酰氯作为酯化剂和聚乙烯醇反应,得到了酯化改性聚乙烯醇,其结构经IR表征。考察了反应时间、反应温度对聚乙烯醇酯化改性产物酯化程度的影响,通过正交实验确定了聚乙烯醇酯化改性的最佳工艺条件,聚乙烯醇与氯乙酰氯的物质的量之比为1：2,反应温度为60％,反应时间为6h。对酯化改性产物的耐水性进行了测试,酯化改性产物的耐水性达到了94．7％。     

高取代度玉米淀粉醋酸酯的合成与表征

以玉米淀粉为原料,醋酸酐为酯化剂,甲烷磺酸为催化剂,制备高取代度淀粉醋酸酯。研究了反应条件对产品取代度和结构的影响。结果表明:在n(淀粉葡萄糖基)∶n(醋酸酐)=1∶5.18,甲烷磺酸0.003 5 mol,反应温度75℃的条件下反应3 h,合成了取代度2.83的淀粉醋酸酯。用FTIR和1HNMR方法研究了淀粉醋酸酯的化学结构。FTIR分析表明,随着取代度的增加淀粉醋酸酯的特征峰逐渐增强;根据1HNMR谱峰的变化计算了淀粉醋酸酯的取代度,与化学滴定法测定的取代度一致;通过X射线衍射、偏光显微镜分析表明,酯化反应过程中破坏了原淀粉的结晶结构,生成了具有非晶态结构的淀粉醋酸酯。该淀粉酯已经过扩大生产,性能良好。     

阳离子香豆胶的合成及结构表征

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(HAT)为阳离子醚化剂,天然香豆胶为原料,异丙醇为分散剂制得季铵盐型阳离子香豆胶。研究了HAT、催化剂NaOH、反应温度和反应时间对合成阳离子香豆胶(CFG)的影响,用凯氏定氮法测定了CFG的取代度。合成CFG的优化实验条件为:m(香豆胶)∶m(异丙醇)∶m(HAT)∶m(NaOH)=1∶(1.6~2)∶(0.15~0.3)(∶4~8),反应温度40~50℃,反应时间2~3 h,制得的产品能满足工业应用要求的黏度及取代度范围(500~800 mPa.s,DS=0.86~1.32)。用FTIR和13CNMR对CFG的结构进行了表征。     

Synthesis and hydrolysis of β-cyanoethyl ether of poly(vinyl alcohol)

Poly(vinyl alcohol) (PVA) was cyanoethylated by reaction with acrylonitrile in the presence of sodium hydroxide and quaternary ammonium halide. Quaternary ammonium halide, acting as a phase transfer catalyst, increases the degree of substitution (DS) of PVA. The DS also increased with increasing acrylonitrile concentration. Cyanoethylation of PVA up to 98% can be achieved under optimum conditions. The hydrolysis of β-cyanoethyl ether of PVA (CN–PVA) was studied. The rate of hydrolysis was affected by the sodium hydroxide concentration and the reaction temperature. The rheological properties of aqueous solution of hydrolysis product of CN–PVA were determined at different temperatures, and the flow activation energy was calculated. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 73: 2771–2777, 1999