魔芋超强吸水剂的制备及其结构分析

魔芋超强吸水剂的制备及其结构分析

刘爱红[1]2004年在《魔芋超强吸水剂的制备及其结构分析》文中进行了进一步梳理超强吸水剂(SAP)具有优越的吸水和保水性能,广泛应用于卫生用品、医药、建筑、农业、园艺、食品等各个领域。为减少随之而来的环境污染,多糖与乙烯基类不饱和单体接枝共聚制备SAP引起了学术界的极大关注。本文研究了魔芋多糖和乙烯基类不饱和单体接枝共聚制备SAP的条件,并对该接枝共聚物的结构和生物降解性能进行了研究和分析。主要研究结果如下: 1 魔芋粉主要成份含量的测定 利用红外干燥法、灼烧法、索氏抽提法、碱溶液溶解分离—重量法、3,5—二硝基水杨酸比色法、稀酸稀碱消化—灼烧法分别对魔芋粉中的水分、灰分、脂类、淀粉、葡甘聚糖、粗纤维进行了测定。结果表明它们的含量分别为6.72%、4.47%、0.56%、29.22%、43.51%、8.57%,魔芋粉中主要成份为多糖,含量达80%。 2 魔芋超强吸水剂(KSAP)的制备及性能测试 以过硫酸钾为引发剂,N,N′—亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法,将部分中和的丙烯酸单体接枝到魔芋多糖分子上。结果表明:在魔芋粉质量为3.000g,丙烯酸质量为30.000g,丙烯酸为氢氧化钠中和80%,引发剂量为0.150g,交联剂量为0.050g,反应温度为60℃,反应时间为2h条件下制得的KSAP吸纯净水倍率为750倍,自来水278倍,且凝胶强度和保水性能均较好。 3 KSAP的结构分析 利用富里叶变换红外光谱仪、扫描电镜分别对合成的KSAP结构和特征进行了分析,水萃取法对其接枝效率进行了测定。结果表明:KSAP是魔芋多糖与丙烯酸(钠)的接枝产物,为一种均一性聚合物,接枝效率为75%。 4 KSAP的生物降解性能研究 利用霉菌侵蚀法和土壤掩埋法对合成的KSAP的生物降解性能进行了评价,结果表明:该吸水剂具有生物降解性,属环境友好材料。

姜发堂[2]2007年在《高吸水性葡甘聚糖接枝共聚物的制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理超强吸水剂(SAP)是一种新型功能高分子材料,具有很强的吸水能力和保水能力,已得到广泛应用。目前市场上使用的SAP几乎都是聚丙烯酸类,它存在生物降解性差以致容易造成环境污染,资源日益消耗并趋向短缺等问题。多糖与乙烯基类不饱和单体接枝共聚制备SAP引起了学术界极大的关注。本文研究了魔芋超强吸水剂的合成、性能及其应用。1.以过硫酸钾为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过溶液聚合合成了魔芋超强吸水剂(KSAP)。研究了单体、引发剂和交联剂用量、中和度、反应温度等对KSAP吸水倍率的影响。结果表明,适宜的反应条件是单体与丙烯酸用量比为10:1(魔芋粉3.00 g),引发剂0.15 g,交联剂0.02 g,丙烯酸中和度70%,反应温度为60℃条件下制得的KSAP吸纯净水的倍率为620 g.g~(-1),且保水性能较好。2.对KSAP进行表征,红外光谱表明KSAP富含大量的羟基和羧基亲水基团,为魔芋多糖与丙烯酸(钠)的接枝共聚产物。扫描电镜图谱表明KSAP为多网格物理结构。DSC分析表明,丙烯酸(钠)已经接枝在魔芋多糖上,其热性能相应改变。TG分析表明,KSAP比魔芋粉的起始失重温度高,热稳定性更好,吸水凝胶中大多数水以自由水的状态存在,结合水的存在使KSAP具有一定的高温保水性。LR和XRD分析表明,KSAP的分子结构中结晶态较魔芋多糖多,分子间氢键作用大大加强,从结构水平上解释KSAP较魔芋多糖改善了吸水性能和保水性能的原因。对目前所接受的高吸水性树脂的吸水机理进行归纳讨论,并解释KSAP的吸水过程。3.对KSAP进行生物降解试验研究。利用霉菌侵蚀法和土壤掩埋法对合成的KSAP的生物降解性能进行了评价,结果表明:该吸水剂具有生物降解性,属环境友好材料。4.对KSAP作急性经口毒性试验和皮肤刺激试验,结果表明KSAP的最大耐受量(MTD)>2000 mg/KgBW,对皮肤无刺激。5.研究了KSAP和通用干燥剂硅胶、蒙脱石在几种环境湿度下的吸湿特性,并分析它们吸湿后在干燥环境(RH=(10±3)%,T=(25±3)℃)中的解吸性能。实验结果表明:在RH=(30±3)%,T=(25±3)℃下,硅胶和蒙脱石在9 d时的吸湿率为15%,KSAP为12%,而在RH=(75±3)%,T=(25±3)℃和RH=(90±3)%,T=(25±3)℃的环境中,KSAP在9 d时吸湿率分别达到70%和120%,且干燥环境中的保水能力强。

余文洁, 王勖, 钱虹, 刘毅, 柯百胜[3]2012年在《交联剂对魔芋超强吸水剂凝胶强度和吸水倍率的影响》文中研究指明以魔芋葡甘聚糖为基体,丙烯酸为单体,过硫酸钾为引发剂,分别以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、甘油、聚乙二醇600(PEG600)、Ca(NO3)2.4H2O为交联剂,制备魔芋超强吸水树脂(KSAP),测试其凝胶强度和吸水倍率,同时对其进行红外光谱结构表征。实验表明,以MBA为交联剂制得的KSAP的凝胶强度最大,可达到153.7g/cm2,以甘油为交联剂制得的KSAP的吸水倍率最高,可达1201g/g。

参考文献:

[1]. 魔芋超强吸水剂的制备及其结构分析[D]. 刘爱红. 华中农业大学. 2004

[2]. 高吸水性葡甘聚糖接枝共聚物的制备及其性能研究[D]. 姜发堂. 华中农业大学. 2007

[3]. 交联剂对魔芋超强吸水剂凝胶强度和吸水倍率的影响[J]. 余文洁, 王勖, 钱虹, 刘毅, 柯百胜. 食品工业科技. 2012

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魔芋超强吸水剂的制备及其结构分析
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