氧化淀粉改性生物多元醇聚氨酯復(fù)合膠粘劑的制備.pdf

1、石油能源越來越緊缺，尋找石油的替代能源變得越來越緊迫。隨著能源危機(jī)的越來越嚴(yán)重，玉米淀粉工業(yè)發(fā)展越來越快，工業(yè)化程度越來越高。隨著生化技術(shù)的發(fā)展，玉米淀粉液化產(chǎn)物從單一的乙醇變得多樣化。當(dāng)經(jīng)濟(jì)附加值較高的多元醇提取以后，還有一些剩余物不能被利用。本論文研究目的就是根據(jù)這些剩余物的性能，利用這些多元醇剩余物，制備一種性能穩(wěn)定的達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合膠粘劑。本論文意義在于:a）利用生物多元醇開發(fā)了一種對環(huán)境污染小，綠色環(huán)保的生物基膠粘劑。b）使

2、用可再生的生物多元醇制備膠粘劑，替代了傳統(tǒng)行業(yè)中使用的石化產(chǎn)品，減少了石化產(chǎn)品的使用。c)制備生物多元醇工業(yè)中大量剩余物被有效地利用。本研究利用這些多元醇剩余物，提高了下游產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)附加值，延伸了玉米工業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)生物多元醇工業(yè)的健康發(fā)展，提高了玉米多元醇行業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益。
　　由于生物多元醇剩余物的本身分子量小，水溶性較強(qiáng)等性能的限制，并不能直接作為膠粘劑使用，需要在其自身基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)共混改性。論文通過高羧基含量的氧化淀

3、粉對小分子的醇進(jìn)行擴(kuò)鏈，降低多元醇剩余物的滲透性。使用水性異氰酸酯對多元醇膠粘劑的防水性進(jìn)行改進(jìn)。
　　在氧化淀粉制備方面，通過雙氧水、次氯酸鈉、高錳酸鉀三種氧化劑制備高羧基含量氧化淀粉。通過對制備樣品的羧基含量、粘度、熱力學(xué)性能(TGA、DSC)、XRD等性能指標(biāo)，分析pH、溫度、酸化量、氧化劑用量等因素對氧化淀粉制備的影響。
　　雙氧水制備氧化淀粉，堿性環(huán)境中制備的氧化淀粉氧化程度高，最佳pH值為9。溫度較高環(huán)境中雙氧水

4、活動更活躍，制備的氧化淀粉氧化程度較高，最佳溫度為T=45℃。隨著氧化劑用量的增多氧化程度增高，在最優(yōu)制備環(huán)境中雙氧水的利用率為0.57％。
　　次氯酸鈉制備氧化淀粉，在弱堿環(huán)境中氧化劑對淀粉的氧化程度高，最佳制備條件是pH=9。溫度高或低均不利于次氯酸鈉對淀粉的氧化，最佳制備溫度為50℃最優(yōu)。次氯酸鈉的用量越大淀粉氧化程度越深，在最佳制備條件下次氯酸鈉的利用率為1.57％。
　　高錳酸鉀制備氧化淀粉，第一階段的活化pH值選

5、擇11時(shí)制備的氧化淀粉氧化程度高。溫度過高或者過低均不利于高錳酸鉀對淀粉的氧化，最佳制備溫度為40℃。酸化質(zhì)量對第二階段的氧化影響很大，酸化質(zhì)量為干淀粉的11％時(shí)淀粉氧化程度深。在最佳制備條件下高錳酸鉀的利用率為50.28％。
　　相同氧化電子數(shù)下的三種氧化劑進(jìn)行比較，次氯酸鈉氧化能力是最強(qiáng)的，雙氧水最差，高錳酸鉀居中。次氯酸鈉對淀粉的氧化程度最深，可以打破淀粉的結(jié)晶外殼，滲透進(jìn)淀粉顆粒內(nèi)部進(jìn)行氧化反應(yīng)。高錳酸鉀也可以打破淀粉的結(jié)

6、晶結(jié)構(gòu)，會對淀粉結(jié)晶外殼進(jìn)行腐蝕，使得外殼凹凸不平。雙氧水對淀粉游離的直鏈和支鏈淀粉進(jìn)行氧化，不能破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，對淀粉顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)影響不大。
　　對可乳化異氰酸酯方面采用兩種親水改性劑(A、B)進(jìn)行改性，分別從乳液的適用期方面，分析最佳NCO/OH摩爾比、乳化劑用量、穩(wěn)定劑用量。得出親水改性劑A最佳制備乳液條件為:NCO/OH摩爾比為160∶1，乳化劑用量為2％，穩(wěn)定劑添加量為0.3％最佳。親水改性劑B最佳制備乳液條件為:

7、 NCO/OH摩爾比為80∶1，乳化劑用量為1％，穩(wěn)定劑添加量為1％最佳。然后對兩種改性劑和陰離子改性劑DMPA進(jìn)行共混改性。結(jié)果表明，親水改性劑A體系中引入DMPA量為1％能提高乳液的適用期，達(dá)到152.9min。而親水改性劑B體系不適合引入DMPA。
　　分別制備羧基含量高的氧化淀粉和適用期長的乳化異氰酸酯預(yù)聚體。把氧化淀粉，乳化異氰酸酯，生物多元醇一起制備膠粘劑，最佳生物復(fù)合膠粘劑的配比為生物多元醇剩余物占總膠粘劑的40％，