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高吸水性葡甘聚糖接枝共聚物的制备及其性能研究
中文名称: 高吸水性葡甘聚糖接枝共聚物的制备及其性能研究
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论文编号: 3101418收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Preparation and Characteristion of the Superabsorbent Polymer from Konjac Glucomannan
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 食品科学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 魔芋 超强吸水剂 生物降解 接枝共聚 葡甘聚糖 高吸水性
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论文简介: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:存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。
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