吴玲玲——毕业计(论文)开题报告.doc

2012 届本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 双氰胺甲醛树脂改性淀粉胶粘剂的合成与应用 学 院 化学与材料工程学院 年 级 2008级 专 业 应用化学 班 级 应化081 学 号 1座机电话号码 姓 名 吴玲玲 指导教师 曾小君 职 称 副教授 毕业设计 论文 题目 双氰胺甲醛树脂改性淀粉胶粘剂的合成与应用 一、课题来源、研究的目的和意义、国内外研究现状及分析 （一）课题来源 自拟课题 （二）研究的目的和意义、国内外研究现状及分析 合成胶粘剂对环境有污染并对人体健康有危害，这是由于胶粘剂中的有害物质，如挥发性有机化合物、有毒的固化剂、增塑剂、稀释剂以及其他助剂、有害的填料等所造成的。来自可再生资源的天然高分子具有生物可降解性、生物相容性、无毒、无害、高反应性、低成本、易获得等优点，因此它们被认为是节约石油资源和保护环境天然的最佳化学物质替代品，淀粉就是其中之一。淀粉胶粘剂应用历史久远，具有廉价、来源广泛、无挥发性物质、可降解的优点。但是纯淀粉胶粘剂有很多不足之处，需要进行改性然后加以应用。淀粉分子中含有糖苷键和活性羟基，能和许多物质发生化学反应，是对淀粉进行化学改性的基础，其中氧化、酯化、醚化、交联、接枝共聚等是常用的化学改性方法。淀粉胶粘剂是人类最早使用的胶粘剂之一，但是由于淀粉胶粘剂有诸多缺点，如粘接强度低、耐湿性差、初粘力小和干燥速率慢等，使其应用受到了很大的限制。近年来对淀粉胶粘剂改性的研究使得其性能有了一定的改善，制得了适用于胶合板工业、标签胶、瓦楞纸箱、建筑涂料和卷烟工业等领域的淀粉胶粘剂。在其他领域传统胶粘剂较淀粉胶粘剂也具有较大的优势，随着近年来淀粉改性理论和方法的研究不断深化，各种性能优异的淀粉胶粘剂正不断被开发出来。 1. 淀粉的氧化改性 淀粉分子中脱水葡萄糖单元的不同醇羟基都能被氧化，但氧化的难易不同。目前使用的氧化剂有高锰酸钾 KMnO4 、次氯酸钠 NaClO 、双氧水 H2O2 、过硫酸铵[ NH4 2S2O8]、高碘酸钠等。KMnO4是一种强氧化剂，在碱性条件下可将淀粉分子中的羟甲基 -CH2OH 氧化为强极性的羧基 -COOH ，以改善淀粉糊液的粘接能力、对纸板的亲和性和对纸板纤维的渗透性。在酸性条件下只把C6位置上伯醇羟基氧化为醛基，最后氧化成羧基，醛基具有防霉、防腐能力。氧化后分子中所含有的醛基、羧基又能活化与其相临近的淀粉分子，进一步使其氧化降解。但是，KMnO4使胶液颜色较深，加入掩蔽剂如硫化钠，颜色呈肉色，不会对产品的外观产生很大的影响。 2. 淀粉的醚化、酯化 酯化淀粉属于非降解类淀粉，它是通过淀粉分子中的羟基与其他物质发生酯化反应，而赋予淀粉新的官能团，从而使淀粉胶粘剂的性能得到改善，不同酯化淀粉所配制的胶粘剂具有不同的性能。醚化淀粉是一类分子中含有醚键的改性淀粉的总称。根据醚化淀粉水溶液呈现电荷特性，可将其分为非离子醚化淀粉、阳离子醚化淀粉和阴离子醚化淀粉。不同的醚化剂可得到不同的醚化淀粉产品，各自的功能与性质也不相同，各种醚化措施可以同时使用。如由于淀粉大分子中大量羟基的缔合作用，导致淀粉浆液在温度较低时存在着凝胶和退减现象，并且这些变化是不可逆的，所以普通淀粉浆料不能在低温下使用。淀粉经过羧甲基醚化、季铵阳离子化以及羧甲基-季铵阳离子化醚化变性之后，亲水性提高，不易凝胶，退减现象大幅度下降，有可能满足毛纱低温上浆的要求。 3. 淀粉的交联改性 本方法主要利用具有两个或两个以上官能团的化合物与淀粉反应，将不同淀粉分子间的羟基经醚化或酯化交联起来。当交联淀粉在水中受热时，虽然其氢键被削弱或破裂，但由于交联键的存在，淀粉分子间仍靠化学键以不同程度保持结合。交联淀粉具有较高的冷冻稳定性，对热、酸和剪切力具有高稳定性，通过交联可增强薄膜的耐水性并保持膜强度不变等，这些优良性质使得交联淀粉在建筑涂料中得到了很好的应用。工业上常与其它改性方法联合采用，使产品更实用、更有效。 4. 淀粉的接枝-共聚 淀粉的接枝共聚近年来发展也较快。淀粉能与丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、丁二烯、醋酸乙烯等进行接枝共聚。淀粉接枝共聚物可作为吸水剂、絮凝剂、螯合剂、生物降解材料等。自由基聚合是最为常见的一种方法，主要是将烯类单体接枝到淀粉上。从化学结构上看，其主链或侧链上含有亲水性的羧基、酰胺基，具有低交联度、高溶胀率、不溶于水等特征，这类化合物具有极高吸水性，目前报道最大吸水性是5000倍。与其他高分子如聚乙烯醇、聚酯类 聚β-己内酯、聚乳酸 聚合物共混，既提高淀粉的耐水性和力学强度，又简化了材料的制备过程。聚β-己内酯与淀粉的相容性很差，但可加入增溶剂来改良其界面性能。聚氨酯在自然界中不可降解，改性淀粉与TDI、HMDI、API等共聚，可赋予这种材料良好的