棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性樹脂合成與性能研究

材料科學論文編號:CL007  本論文字數:19997,頁數:35
 目        錄
 1前言 1
 1.1高吸水性樹脂簡介 1
 1.1.1高吸水樹脂的分類 1
 1.1.2高吸水樹脂的吸水機理 2
 1.1.3高吸水樹脂的制備 2
 1.1.4高吸水性樹脂的性能 3
 1.1.5高吸水樹脂的應用 4
 1.1.6高吸水樹脂的發展前景 5
 1.2 棉籽蛋白的簡介 5
 1.2.1 棉籽的成份以及棉籽蛋白的營養特性 6
 1.2.2 影響棉籽蛋白品質的成分 6
 1.2.3 開發棉籽蛋白的意義 6
 1.2.4 棉籽蛋白的應用前景 7
 1.3蛋白類接枝高吸水樹脂研究 9
 1.4 實驗研究的目的和內容 10
 1.5 小結 10
 2 棉籽分離蛋白的制備與測定 11
 2.1 棉籽分離蛋白溶液的制備 11
 2.1.1 實驗儀器與藥品 11
 2.1.2 實驗方法 11
 2.2 棉籽分離蛋白溶液的測定 11
 2.2.1 原理 11
 2.2.2 實驗儀器與藥品 12
 2.2.3 實驗方法 12
 2.2.4 實驗結果 14
 2.3 工作曲線的繪制 14
 2.3.1 實驗儀器與藥品 14
 2.3.2 實驗方法 14
 2.3.3 結果與分析 14
 3棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水樹脂的合成 16
 3.1 實驗部分 16
 3.1.1實驗儀器與藥品 16
 3.1.2 實驗方法 16
 3.1.3 吸水性能測試 16
 3.2 結果與討論 17
 3.2.1交聯劑用量的影響 18
 3.2.2 溫度的影響 18
 3.2.3 丙烯酸與棉籽蛋白配比的影響 18
 3.2.4 中和度的影響 18
 3.2.5 引發劑用量的影響 19
 3.2.6 正交試驗結果的極差分析 19
 3.3 小結 19
 4 聚合反應條件對樹脂吸水率的影響 20
 4.1 實驗部分 20
 4.1.1實驗儀器與藥品 20
 4.1.2 實驗方法 20
 4.1.3 吸水性能測試 20
 4.2 結果與討論 21
 4.2.1 棉籽蛋白與丙烯酸的配比對吸水樹脂吸水率的影響 21
 4.2.2 交聯劑用量對吸水樹脂吸水率的影響 21
 4.2.3 溫度對吸水樹脂吸水率的影響 22
 4.3 小結 23
 5 高吸水樹脂性能研究 24
 5.1 實驗部分 24
 5.1.1實驗藥品 24
 5.1.2 實驗方法 24
 5.2 結果與討論 24
 5.2.1 不同pH值溶液的吸液性能 24
 5.2.2 不同濃度氯化鈉溶液的吸液性能 25
 5.3 小結 26
 6 結論 27
 參  考  文  獻 28
 致        謝 31

摘        要
 高吸水性樹脂是一類新型的功能性高分子材料,具有優異的性能和廣泛的用途。由于其獨特的吸水、保水性能，在農林園藝、醫藥衛生用品、食品加工、沙漠治理等方面獲得廣泛的應用。本文利用棉籽蛋白接枝丙烯酸合成了一種新型的蛋白質高吸水樹脂，并研究了其吸水性能。實驗以丙烯酸（AA）、氫氧化鈉和棉籽蛋白為原料，N，N-亞甲基雙丙烯酸胺（NMBA）為交聯劑，過硫酸鉀（KBA）和無水亞硫酸鈉為引發劑，采用水溶液聚合法合成共聚物高吸水性樹脂。采用L16(45)正交表進行試驗，得到最優的工藝條件為：溫度為70℃、棉籽蛋白為丙烯酸單體用量的4.5%、交聯劑的用量為單體用量的0.05%、引發劑用量為單體總量的0.8%、丙烯酸中和度為90%，在此條件下合成得到的高吸水性樹脂的最大吸水倍數可達842.9g/g。通過單因素實驗研究了棉籽蛋白與單體配比、反應溫度、交聯劑用量、引發劑用量、丙烯酸中和度等因素對吸水樹脂吸水性能和各種鹽類水溶液中的吸液能力的影響。
關鍵詞：高吸水樹脂  合成  棉籽蛋白  丙烯酸

Preparation and Properties of Cottonseed Protein-based Superabsorbent Resin

 Abstract: Super absorbent polymer (SAP) is a new kind of functional polymer material with many advantageous properties and wide applications. Because of its distinctive water absorbing and water retention performance, SAPs have been widely used in personal hygiene, agriculture, horticulture, medicine, food handling, forestry, etc. In this paper, a novel protein-based SAP was synthesized by graft coplolymerization of cottonseed protein(CP) and acrylic acid(AA) and its swelling properties were investigated as well. This SAP was synthesized by solution based copolymerization, using acrylic acid, sodium hydroxide and cottonseed protein as raw material, N,N-Methylene bisacrylamide (NMBA) as cross-linking agent, potassium persulphate and sodium sulfite as the initiator. The optimum reaction condition was obtained by orthogonal experiments design: temperature=70℃,CP：AA=4.5:100, NMBA:AA=0.05:100,initiator:AA=0.8:100, degree of neutralization of AA=80%. Under this condition, the swelling ratio of SAP resin in demonized water reached 842.9g/g.The effects of the certain variables of the graft copolymerization (i.e. the ratio of cottonseed protein to AA, reaction temperature, amount of cross-linker and initiator, the degree of neutralization of AA)on the swelling capacity of SAP were measured.
Key words: super absorbent polymer; synthesis;cottonseed protein;acrylic acid