基于响应曲面法优化酸解氧化制备高醛基含量的双醛淀粉的工艺条件

本工作采用响应曲面法优化了一步酸解氧化制备双醛淀粉的工艺,以玉米淀粉为原料、盐酸(HCl)为酸解剂、高碘酸钠(NaIO_4)为氧化剂,设置HCl浓度、淀粉乳浓度、反应温度和反应时间为变量。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析证明本实验成功制得了双醛淀粉。采用旋转黏度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对双醛淀粉的糊化性能、颗粒形貌、结晶结构和热性能进行了表征。结果表明,对醛基含量的影响大小依次为反应温度反应时间淀粉乳浓度 HCl浓度。最佳制备工艺为:HCl浓度为1. 2mol/L,淀粉乳浓度为7%,反应温度为49℃,反应时间为4 h。在该条件下制得的双醛淀粉的醛基含量为85. 17%,与理论最大值86. 26%接近,说明优化结果可信。酸解氧化后,双醛淀粉的糊化黏度降至30 mPa·s,可显著提高反应活性和可操作性。SEM分析显示,双醛淀粉颗粒中间凹陷,呈现出环状结构。XRD分析表明,淀粉的结晶结构发生破坏,重结晶使结晶度增大至36. 05%。TGA分析表明,双醛淀粉受热分解起始温度降低,但分解残余率提高,说明其热塑性和热稳定性有所提高。     

酸解工艺对玉米淀粉糊化性能的影响

以玉米淀粉为原料,用盐酸对其酸解制备酸解玉米淀粉。采用正交试验方法,研究了盐酸浓度、淀粉乳浓度、反应温度和反应时间对酸解玉米淀粉糊化性能的影响,优化了酸解工艺。结果表明,盐酸浓度和反应温度的变化对酸解玉米淀粉糊化黏度和糊化温度的影响显著;盐酸浓度、反应时间和淀粉乳浓度的变化对酸解玉米淀粉的糊化焓影响显著。     

反应温度和时间对干法制备马来酸酐酯化淀粉性能的影响

采用干法制备马来酸酐酯化淀粉,研究了反应温度和时间对酯化淀粉性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)证明了马来酸酐成功酯化到淀粉上。利用化学滴定法、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)对酯化淀粉的取代度、结晶结构、糊化温度和热稳定性进行了分析。结果表明,随着反应温度升高和时间延长,取代度逐渐增大。酯化反应一定程度上破坏了淀粉的结晶结构,随反应温度升高和反应时间延长,结晶度逐渐降低。糊化温度和热稳定性跟酯化淀粉的结晶度密切相关,结晶度降低,糊化温度和热稳定性都逐渐降低。     

磁性交联双醛淀粉微球的制备及表征

提出了一步包埋法(无需表面活性剂)磁性交联双醛淀粉微球,并对其结构、性能进行了测试和表征.以木薯淀粉为原料,高碘酸钠为氧化剂,采用包埋法制备磁性交联双醛淀粉微球,并利用正交实验确定其最佳制备条件为:淀粉用量3.0g,搅拌速度1200r/min,氧化时间2h,氧化温度40℃,高碘酸钠浓度10mmol/L且质量与淀粉用量相当,Fe3 与Fe2 摩尔比为1∶1.经结构表征及性能测试表明,磁性交联双醛淀粉微球醛基平均含量为3.0537mmol/g,Fe3O4%为62.73%,粒径小,耐酸性能良好,具有核壳式结构,为该微球作为靶向药物的载体奠定了良好的基础.     

聚乙烯醇/氧化淀粉/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/氧化淀粉/二氧化钛复合纳米纤维膜。采用场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热仪及热重分析仪研究组分对材料表面形貌、纤维直径、结晶度和热性能的影响。结果表明,复合纳米纤维表面粗糙程度随二氧化钛含量增加而增大,纤维平均直径在183~222 nm之间且随氧化淀粉含量增加而减小,材料结晶度在30.73%~16.78%之间且随氧化淀粉含量增加而下降,热稳定性随氧化淀粉含量增加而增强。     

交联淀粉微球对Cu^2＋的吸附性能

以可溶性淀粉为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合制备了交联淀粉微球(CSM),研究了CSM对Cr2 的吸附行为,利用红外光谱仪、X射线衍射仪和综合热分析仪对吸附产物进行结构表征,研究了吸附机理.结果表明,CSM对Cu2 吸附行为符合Freundlich吸附等温方程,CSM通过物理吸附、配位吸附方式吸附Cu2 ,吸附Cu2 使CSM结晶结构被进一步破坏,结晶度下降,CSM总体热稳定性下降,Cu2 对CSM主链的分解具有一定的催化作用.     

壳聚糖缓释肥料包膜的制备和结构表征

以壳聚糖、聚乙烯醇、淀粉为原料,通过共混、交联制备了缓释肥料包膜,采用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪和扫描电子显微镜对其进行结构表征,结果表明原料之间并不是简单的组合而是产生了相互作用,形成了一个新的稳定体。     

液固相法纤维素氨基甲酸酯的合成与表征

在高沸点非质子强极性溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)的作用下,使碱化处理的纤维素与尿素反应合成纤维素氨基甲酸酯。采用傅里叶变换红外光谱、凯氏定氮仪、热重分析仪、扫描电镜、广角X射线衍射仪、13 C-NMR核磁共振仪对纤维素氨基甲酸酯产物进行表征。结果表明,采用高沸点非质子强极性溶剂NMP的液固相法能够使碱纤维素上的基团部分被氨基取代,制得纤维素氨基甲酸酯;纤维素氨基甲酸酯结晶度降低、热分解温度降低、结构疏松,预期有较好的溶解性。     

氧化石墨烯接枝聚乙二醇对左旋聚乳酸结晶行为和热稳定性的影响

为改善聚乳酸的结晶性能和热稳定性,通过酯化反应将聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,制备出表面修饰PEG的GO(GO-g-PEG)作为聚乳酸的结晶促进剂。利用溶液共混法制备出不同GO-g-PEG含量的GO-g-PEG/左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)表征分析证实PEG成功接枝到GO表面。通过差示扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和热重分析仪(TGA)研究GO-g-PEG对PLLA结晶行为和热稳定性的影响。结果表明：在GO-g-PEG的异相成核及增塑作用下,GO-g-PEG/PLLA复合材料结晶成核密度明显增大,结晶能力和结晶度提高;在PEG接枝量为11.8%(质量分数)时,GO-g-PEG/PLLA复合材料的热分解温度较纯PLLA提高20 ℃左右。     

交联剂对玉米淀粉醋酸酯/PVA可降解复合膜性能的影响

制备了低酯化度玉米淀粉醋酸酯(SA)(DS<0.2)/聚乙烯醇(PVA)可降解复合膜,重点讨论了交联剂的种类、用量、交联反应温度及时间对复合膜力学性能和耐水性的影响。并利用扫描电镜(SEM)X射线衍射(XRD)、热重分析(TG),对复合膜的形貌、结晶度、热稳定性进行表征。结果表明:经过交联后的复合膜,致密性提高,结晶度降低,热稳定性有所增强,表现出更好的力学性能和耐水性。     

N,N''''-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球的合成与表征

以可溶性淀粉为原料,K2S2O8-Na2SO3为引发剂,用反相悬浮法合成了N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球CSM.研究了交联剂质量分数、反应温度和引发剂浓度对微球产率、溶胀度、平均粒径的影响规律.用扫描电镜观测了样品形貌,用FT-IR对其结构进行了表征,用XRD、DSC以及TGA对其物理性质进行了分析.结果表明,所合成的交联淀粉微球形态圆整,表面光滑,粒度均匀,微球中存在酰氨基结构.与可溶性淀粉相比,淀粉微球结晶度降低,热稳定性增加.     

化学氧化法合成聚苯胺的导电性与产率研究

以过硫酸铵((NH4)2S2O4)为氧化剂,盐酸作为质子酸掺杂,采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺,研究了氧化剂用量、掺杂质子酸浓度、反应温度和反应时间对聚苯胺导电性及产率的影响,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)分析研究了聚苯胺的结构和形貌特征。结果表明,制备导电性好、产率高的掺杂态聚苯胺最佳实验条件为:n((NH4)2S2O4)/n(An)为1︰1,盐酸浓度为1 mol/L,反应温度为5℃,反应时间6 h。在此条件下,制备得到的聚苯胺电导率大于27 S/cm,产率在95%以上,颗粒表现出一定的结晶性。     

有机硅氧烷水解、缩聚的影响因素研究

以γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为例,对有机硅氧烷水解、缩聚的影响因素进行研究。结果表明,随着盐酸浓度和水含量的增加,有机硅氧烷水解、缩合所需的时间先下降后上升,过量水的加入,抑制了有机硅氧烷水解得到的Si-OH发生缩合反应。有机硅氧烷的水解、缩合反应随着反应温度的增加而加快。水、盐酸与有机硅氧烷的摩尔比为2.0000∶0.0007∶1.0000,85℃条件下,有机硅氧烷水解、缩聚反应最快。     

MAH对干法酯化淀粉/PLA复合材料性能的影响

以玉米淀粉和马来酸酐(MAH)为原料,通过干法合成MAH酯化淀粉,通过熔融挤出法制备酯化淀粉/聚乳酸(PLA)复合材料.研究了MAH用量对复合材料结晶度和相容性的影响,同时考察了相容性和结晶度的变化对复合材料热性能、熔融流动性能、力学性能、耐水性能和流变性能的影响.FTIR结果证明通过干法成功合成了MAH酯化淀粉.酯化淀粉的取代度随MAH用量增多逐渐增大,反应效率高达90%.XRD和DSC结果表明:随着MAH用量增多,酯化淀粉/PLA复合材料的结晶度逐渐降低,淀粉和PLA的相容性逐渐提高.结晶度的降低和相容性的提高使复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低,熔融流动性提高,耐水性提高.在力学性能和流变性能受相容性和结晶度的共同影响下,酯化淀粉中MAH用量从0增加到1.0wt%时,复合材料拉伸强度、弯曲强度、储能模量和复数黏度都逐渐增大,MAH用量超过1.0wt%后,性能逐渐降低.     

玉米淀粉醋酸酯的制备及成膜性能

以冰醋酸和醋酸酐为改性剂,浓硫酸作催化剂,合成了玉米淀粉醋酸酯,用傅立叶红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)分别对淀粉醋酸酯的结构、形貌、玻璃化转变温度和结晶度等进行测试和表征,分析了不同酯化度对淀粉的微观结构和热性能的影响。结果表明,淀粉经酯化后,结晶度降低,热性能提高,制备的酯化淀粉/聚乙烯醇的复合膜具有较好的力学性能和疏水性。     

Effect of crystallinity on the mechanical properties of starch/synthetic polymer blends

Crystallization behaviour of starch and maleated blends was studied at 50°C over a period of 20 weeks using wide angle X-ray diffraction (WAXS). The variation of mechanical properties (tensile and flexural) and stress relaxation behaviour of the blends stored at 50°C and −10°C were studied over the same period. The starch content in the blends was 70% by weight. The synthetic polyolefins used in the blends were two grades of ethylene-co-vinyl acetates (EVA) containing 28% and 18% VA, two grades linear low-density polyethylene (melt index of 40 and 20) and high density polyethylene. An increase in the tensile properties of all the blends was observed in the first 5 weeks for samples kept at both temperature conditions. Blend samples kept at 50°C had higher tensile strengths than the ones at −10°C. Flexural strength remained constant over the duration of time. Freshly moulded specimens relaxed faster than the samples aged at either temperature. X-ray diffraction patterns showed that the starch was completely melted and had lost its crystallinity. Also, starch blends with EVA did not show any crystalline structure. The crystallinity in the starch blends with polyethylene was mainly due to the crystallinity of the synthetic polymer. The X-ray patterns of pure synthetic polymers were not found to be different from their functionalized counterparts. Crystal intensity was found to decrease for all the polyethylene blends. The effect of crystallinity on the mechanical properties is discussed. This revised version was published online in November 2006 with corrections to the Cover Date.     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

基于离子交换与激光打印技术在含氟聚酰亚胺薄膜表面制备银-铜金属线

以4,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)和4,4’-二胺基二苯醚(4,4’-ODA)为原料制备了含氟聚酰亚胺薄膜,然后通过水解、激光打印、离子交换、化学还原等技术得到银和铜双金属的图案化聚酰亚胺薄膜。通过X-射线衍射仪、四点探针测试仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等仪器系统研究了薄膜表面金属的形成过程及水解时间与导电性的关系。实验结果表明,随着水解时间的增加,金属线条的导电性逐渐增加,电导率最大达到500s/cm。     

氯化镁/甘油改性羧甲基淀粉/聚乙烯醇共混材料的结构与性能

为获得改性淀粉/聚乙烯醇(PVA)共混材料的结构与性能特征,以氯化镁/甘油为复配改性剂,采用溶液成膜方法制备了羧甲基淀粉(CMS)/PVA,研究了CMS/PVA复合膜的红外吸收特性、结晶性能、微观形貌、热性能、力学性能及生物降解性。研究结果表明,氯化镁和甘油可与CMS/PVA产生电子相互作用和氢键作用,阻碍CMS/PVA分子链的规整排列,提高羧甲基淀粉与PVA的相容性,降低CMS/PVA的结晶度和热稳定性。氯化镁/甘油复配改性剂对CMS/PVA的力学性能影响显著,可使CMS/PVA断裂伸长率和拉伸强度提高。氯化镁/甘油可促进CMS/PVA的降解,增加氯化镁/甘油复配改性剂中氯化镁的含量可提高复合膜的降解率。     

三聚氰胺甲醛树脂(MF)改性淀粉胶粘剂的研究与应用

以淀粉为主要原料,制备三聚氰胺甲醛树脂(MF),改性淀粉胶粘剂。用红外光谱表征改性的每个阶段,验证其改性机理。X-ray衍射说明了MF对淀粉的结晶度影响不大,MF主要是交联改性的淀粉的无定型区;扫描电镜显示MF对淀粉颗粒形成塑化,改变了淀粉颗粒的表面形貌,通过交联形成网状结构。结果表明,MF改性提高了淀粉胶粘剂的耐水性与稳定性,常温下保存7 d后,其耐水时间、粘度分别为96 h和500 mPa.s。