黄蓍胶接枝聚丙烯腈的合成表征及水解

1、黄蓍胶接枝聚丙烯腈的合成表征及水解摘要：以大量氰化物功能组测定生物大分子碳水化合物黄蓍胶接枝共聚物的疏水性，收益率。接枝率最高的（543）和均聚物含量最低（10）是通过系统优化了的聚合变量，包括反应时间，反应温度和反应浓度。本文对嫁接的证据进行了检查。 用红外光谱进行表征。在最佳条件下，黄蓍胶的G -聚丙烯腈共聚物以热和态为特征。在碱性介质中水解，以达到原位杂交交联超高吸水容量网络（膨胀水，30700；膨胀生理盐水，6550）。膨胀合成超强吸水凝胶。对其进行了初步调查其化学结构， 热特性和水凝胶形态，对混合产品进行了简要的研究。关键词：黄蓍胶，接枝聚合，聚丙烯腈，多糖，凝胶，高吸水性树脂 一、

2、简介 黄蓍胶（甘油三酯）是来自于灌木渗出，原产于地中海东部干旱地区和亚洲西南部和北部高原和沙漠，特别是伊朗西部扎格罗斯山脉地区。由于其具有有效的乳化能力，化学结构具有极长的链，是一种广泛使用的天然乳化剂及增稠剂，可用于食品，药品和有关行业。 当胶体与黄蓍胶混合，只能部分溶于水，称为黄蓍胶酸，溶于水的溶胶给予胶体，而不溶物，被称为黄蓍胶糖（6070），膨胀，从而凝胶。甘油三酯是一种碳水化合物与一种高分子量（84万克/摩尔）的生物高分子材料。黄蓍胶是一种复杂的混合酸性支链的含有D半乳糖醛酸的多糖。其糖类水解产生的是D 半乳糖，L 岩藻糖（6 脱氧L半乳糖）。 黄蓍胶糖（阿拉伯半乳聚糖）似乎是近中性

3、，主要结构的TG单位，如模式 1所示。模式1.主要化学的碳水化合物，生物高分子黄蓍胶。a：- D -木糖，b：L -阿拉伯糖，ç：的- D - 半乳糖醛酸，d：的- D -半乳糖醛酸甲酯，e：-的D - 半乳糖，f：- L型岩藻糖高分子材料与改造方法之间的问题，科学家或技术专家将相当大的注意力放在了化学接枝上，特别是在这些系统中使用一种生物聚合物基材。因此，在天然聚合物使用单体乙烯基进行接枝共聚，吸引了许多科学家的兴趣。在过去三十年，对于我们最近集中在多糖，通过改性淀粉丙烯酸接枝共聚的研究。例如阿拉伯树胶，壳聚糖，卡拉胶，纤维素和其他商业衍生物。 自由基接枝共聚，通常通过使用各种引发

4、剂如铵，过硫酸钾，过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈。同时，发现硝酸铈铵（CAN）可以被作为了一个非常有效的氧化还原引发剂。这是一种有效的氧化剂，它可以创建自由基能力引发共聚单体乙烯接枝到多糖上，例如纤维素。已经有很多调查发现各种单体的接枝，例如著名的碳水化合物聚合物。在精确的文献调查的基础上发现的化学文摘没有报告丙烯酰胺（AN）接枝到黄蓍胶的研究，经过我们的初步研究，我们试图研究修改黄蓍胶通过自由基接枝共聚的这个计划。接枝反应的进行中，通过CAN水介质中的稀硝酸溶液，对反应系统进行了优化。最理想的合成是黄蓍胶G聚丙烯腈共聚物的特点是在碱性水解中，形成一个超级水凝胶混合网络的膨胀特性。二、实验部分 实

5、验材料 ：黄蓍胶，乙醇萃取净化手段（48小时）。硝酸铈铵（CAN）和丙烯腈（AN）：使用密闭的净化罐，溶液1N的硝酸；一种用蒸馏处理的抑制剂。所有其他试剂均为分析纯。接枝共聚合成的制备一个CAN溶液的制备是由铈溶解0.46克4.6克硝酸铵溶入1N的硝酸。这种黄蓍胶的溶液制备是使用500毫升四口烧瓶，放置搅拌器，氮气瓶进口设备和回流冷凝器。水的总体积的是采取的是125毫升，所有实验，要控制反应温度，被安置在一个调整所需温度的水浴锅中。该单体铵（8.0克）和混合物加入烧瓶边加热边搅拌，时间为30分钟。高度粘稠的混合物逐渐转移到含稀溶液分离出的为一种白色产品。该混合物在反应所需的温度下不断搅拌，直至

6、反应时间完成（1小时）有固体产品（如银河系彩色软半螺旋带）生成。用甲醇分离完成后，将产品在50烘干2小时。将聚丙烯腈（PAN）的均聚物，0.50g的原油产品倒在100毫升的二甲基甲酰胺（DMF）并在室温下搅拌20小时后离心，滤出上清液（二甲基甲酰胺）的黄蓍胶G的聚丙烯腈接枝共聚物在甲醇中沉淀，用甲醇彻底洗净并在60干燥至恒重。碱性水解 黄蓍胶（0.50克）共聚物与氢氧化钠的混合物的水溶液（2.0N，7.0毫升）和乙醇（3.0毫升）。在95 ° C的混合该混合物的颜色为暗红色，在15分钟以后逐渐变色浅黄色。2小时后，该产品经过过滤，用乙醇彻底洗净，最后在50的烤箱烘干。此为高度吸湿产品

7、，应存储在一个干燥的地方，远离光和热。 膨胀测量 0.20克水凝胶（水解黄蓍胶的G - PAN）放置在蒸馏水中浸泡。水（400毫升）或生理盐水（0.15摩尔，150毫升），以达到在室温下平衡溶胀。这时从溶液中取出的凝胶，以确定膨胀凝胶重量。得到的膨胀平衡值作为每克干燥样品吸收液在的重量。仪器分析 傅里叶变换红外光谱采取了用KBr压片作为布鲁克IFS的48分光光度计。同步热分析仪（STA 625）采用差示扫描热量法（DSC）和热重分析（TGA）。在氮气纯化流速为10 毫升/分钟和20/ 分钟的升温速率下进行分析。 样品的形貌通过扫描电显微镜（SEM）来研究。将样品表面涂一层合金薄膜。三、结果与讨

8、论 3.1 接枝共聚接枝参数的考察使用硝酸铈铵铈的氧化还原引发体系引发聚丙烯腈（PAN）接枝胶黄蓍胶（Tg）的过程。 简单地说，对涉及的引发机制，使多糖上产生自由基而形成一个硝酸铈铵多糖复合物的形成螯合物。这些活性大分子自由基，在硝酸铈铵单体在场时，产生的TG 聚丙烯腈接枝共聚物。该接枝反应机制得到很好的讨论。嫁接参数，即接枝率（GR），附加值（AD），和均聚物含量(Hp)的测定。根据下列已知重量的基础上使用下列方程： 其中将W0，W1的，和W2的初始底物的重量，产品（即共聚物和均聚物）的重量，接枝共聚物（二甲基甲酰胺萃取后）的重量3.2 红外光谱，热和形态学特征的表征图1中显示黄蓍胶嫁接成功

9、。红外光谱证实了这种物质的存在。接枝共聚物主链重叠峰部分为C C和C - H的振动带的共聚物。图. 1 红外光谱：a：黄蓍胶，b：黄蓍胶接枝聚丙烯腈（合成条件：甘油三酯1.25克; 温度为45，CN为7.5克，CAN为460毫克，4.6克硝酸1N; 1小时），C：水解的黄蓍胶多糖的G -聚丙烯腈聚合物这种黄蓍胶 - G的聚丙烯腈共聚物热，在比较完整的产品使用DSC/热重分析（图2）。水解该产品，即吸收力极强的水凝胶，发现强烈的吸热过渡范围在90-100左右，因为吸收了巨大的湿度（图2c），该产品本身和它的疏水性接枝共聚物展出在同一地区没有痕迹的DSC峰（图2a和b）。在TGA曲线上，初始分解温

10、度和焦炭产量维持在600表明，热接枝共聚物的稳定性明显提高。主干与碳水化合物聚合物比较。事实再次确认了主要的热分解在DSC热峰（269对应温度308）。它可归因于耐高温多烯基醚嫁接碳水化合物基板上具有聚丙烯腈的热稳定性。然而热损失后观察到碱性（图2c）。这是因为聚（丙烯酸钠钴丙烯酰胺）的热值稳定小于初始侧链聚丙烯腈水凝胶的水解产物，然而，展出聚合物总的热稳定性（热重分析；焦炭产量约40）。在 DSC曲线，而主要的热分解为269 和308 ° C时，被观察到的完整的基板及接枝共聚物分别在水凝胶在440 ° C周围的呈密集的放热峰。图 .2 DSC图：a：黄蓍胶热重分析热谱图；

11、b ：聚丙烯腈接枝黄蓍胶（合成条件： 甘油三酯1.25克; 45，AN为7.5克，CAN为4.6毫克在460克硝酸1N； 1小时），C：聚丙烯腈接枝黄蓍胶水解凝胶，氮气升温速率20/分钟， 3.3 接枝胶的形态研究使用 扫描电镜（图3）显示了最初黄蓍胶有一个相对光滑的表面（图3a）。观察了接枝共聚合的黄蓍胶（图3b）。扭曲的丝类外观的接枝疏水产品进程（半螺旋条，见实验部分）。可能与这种特殊形态的起源可能是从一些立体嫁接的排序规律。这种形态（图3b）被转换为一个完全不同的形态（图3C）的接枝共聚物的碱性中等至产生极易吸收的水凝胶（图3C）。 图.3 电镜扫描图：a：黄蓍胶，b：同PAN获释的黄蓍

12、胶-接枝聚丙烯腈（合成条件：TG为1.25克; 45; AN为7.5克，CAN为460毫克，4.6克硝酸1N; 1小时），C：黄蓍胶-接枝聚丙烯腈聚合物水解凝胶。放大倍数× 30003.4 变量的聚合效应 由于聚合变量决定了嫁接和均聚物聚合的程度，对接枝参数的影响进行了调查，以便实现了聚合的最佳条件。 因此，接枝胶基材是一种通过优化改变单一聚体的初始浓度，引发剂，温度，时间，相对量的变量而完成的。调查如下。 单体浓度 对影响接枝反应的单体量的不同能量进行了在研究，而另一个影响因素保持不变。随着单体接枝参数的变化单体浓度如图4所示。因为它可以清楚地可见嫁接程度显着增加，因为单体用量增加

13、可增加嫁接程度。虽然达到非常高接枝率需使用更多的单体浓度，但单体用量较高超过9.0克（6.43）没有变化，因为多糖共聚物的部分变得非常低。接枝产品更加类似于均聚物（同类PAN）。因此，在选定丙烯腈 7.5克浓度的条件认为是最佳的。继续下一个优化实验。图.4 单体用量对接枝率（GR），附加值（AD），和均聚物含量（Hp）的影响。反应条件：黄蓍胶 为1.25克，CAN为460毫克，温度45，时间1小时引发剂浓度 基于CAN对嫁接浓度依赖可以在图5看出。接枝率最高（543）是在CAN460毫克的均聚物含量仅为 10。浓度的增加导致更多的CAN形成。在黄蓍胶导致转向更高GR和附加价值和低聚物的形成。但

14、是，由于采用了CAN引发作为一种解决方案。稀硝酸可以进行浓度高于460毫克，酸性pH值可能部分终止多糖的自由基。因此，增加自由基的数量而形成聚合物。补偿的宏观自由基部分终止和附加价值为保持几乎恒定的水平（约75）。朗读显示对应的拉丁字符的拼音朗读显示对应的拉丁字符的拼音Yn f jì nóngdù jyú CAN jiàji nóngdù ylài ky kàn ch, zài tú. 5. Ji zh l zuìgo (543%) shì shíxi&#

15、224;n zài 460 háokè de CAN jn jù wù hánliàng jn wèi nl 10%. Nóngdù de zngji dozhì gèng du de CAN jjìn zài tragacanth ggàn wngzhàn dozhì zhunxiàng gèng go GR hé fùji jiàzhí hé d j&#

16、249; wù de xíngchéng. Dànshì, yóuyú ciyòng le CAN ynf zuòwéi y zhng jijué fngàn x xiosun, du ky jìnxíng nóngdù go yú 460 háokè, gèng sunxìng pH zhí knéng bùfèn zhngzh hón

17、g dutáng duì zìyóu j 8. Ync, zngji zìyóu j de shùliàng fnbié yú qgàn jùhé wù bcháng de hónggun zìyóu j bùfèn zhngzh hé fùjijiàzhí wèi bochí jh héngdìng de shup&

18、#237;ng (75%).字典 - 查看字典详细内容图.5引发剂浓度对接枝参数的影响。 反应条件：黄蓍胶1.25克，AN为7.5克，温度45， 时间1小时洗涤的温度 为了研究温度对接枝参数的影响，嫁接到黄蓍胶采用了六种不同的温度，范围在25-75 ° C，结果列于图6。接枝率（克）的增加与25 -45 ° C提高温度，温度再次增加而减少。在45 ° C，得到最高接枝率和最低均聚物含量。在高达45的GR相应增加温度可归结为以下因素：增加黄蓍胶形成自由基的数量，该接枝共聚增加，在增加扩散和单体体分子的流动性和他们的自由基的更高的碰撞概率。而温度超过45 °

19、 C后，可能会涉及到链自由基在较高的温度终止。图.6水浴的温度对接枝参数的影响。 反应条件：黄蓍胶1.25克，AN为7.5克，CAN为460毫克，时间1小时反应时间 图7显示了反应时间和嫁接参数之间的关系。最高百分比的嫁接（）出现在1小时，此后它逐渐减少。很明显，反应时间越长，接枝共聚产量越多。嫁接亏损的原因可能是活性自由基的场所的减少接枝和反应物扩散迟缓，因为长链嫁接在基体，在较长的反应时间嫁接的数量减少。 图.7反应时间对接枝参数的影响。反应条件：黄蓍胶1.25克，AN为7.5克，CAN为460毫克，温度 45胶质的数量嫁接依赖对黄蓍胶数量的影响如图8所示。最高接枝率（GR=543）是在1

20、.25克胶质，而其他变数，包括反应时间，反应温度，单体数量保持不变。超过这个值，同时接枝率和附加价值大大减少。这是由于更多的可用性嫁接一小时后，圆形，正方形和菱形的遗传资源和Hp百分比， 分别接枝共聚的起始位点在高黄蓍胶胶质浓度。然而，进一步提高底物自由基浓度增加引起的反应介质的粘度限制的宏观走势，从而导致接枝率和附加价值的减少。它也可能是由于失活而导致减少。越来越多的根链与主自由基相互作用。朗读显示对应的拉丁字符的拼音朗读显示对应的拉丁字符的拼音Fnyìng shíjin tú 7 xinshì le fnyìng shíjin z

21、h jin de gunxì hé jiàji cnshù. Zuìgo bifnb jiàji (%kè) shíxiàn le 1 xioshí, chòu t shì zhújiàn jinsho. Hn míngxin, fnyìng shíjin yuè zhng shíjin, gèng ho de ji zh gòngjù chnliàng. Ji

22、24;ji kusn de yuányn knéng shì dàole suyu de jinsho y fnyìng wù de fnyìng hào shí. Cwài, xiàn yu shùliàng jinsho huóxìng zìyóu j de chngsu ji zh hé fnyìng wù kuòsàn chíhun, ynwèi z

23、hng liàn jiàji zài jt, knéng shyú wèi zài shùliàng jinsho de qít knéng yuányn jiàji zài jiào zhng de fnyìng shíjin. Lèisì de shíjin ylài xìng tngguò jiàji bàodào 4,5 q

24、37;t gngrén. Zhè zhng kuxingtáng de jné duì tragacanth jné jiàji ylài su shì tú. 8. Zuìgo ji zh l (GR 543%) shì gunchá ydin èr w kè kuxingtáng, ér qít biànshù, bokuò fnyìng shíjin, wnd&

25、#249;, dn t, ynf le bochí bù biàn. Choguò zhège zhí, tóngshí ji zh l hé fùji jiàzhí dàdà jinsho (jinchng GR xiàjiàng zhì 543 zhì 330%hé gunggào xiàjiàng dào 81 zhì 69%). Zhè x

26、íngwéi shì yóuyú gèng du de kyòngxìng jiàji字典 - 查看字典详细内容朗读显示对应的拉丁字符的拼音Fq rénwéi ggàn, zu shàng jiégòu, zngji liúdòng xìng de dn t fnz hé tmen de gèng go de pèngzhuàng gàil ggàn d&#

27、224; fnz zìyóu j 4-6,8,10. Ránér, kè xiàjiàng wéi y p wndù choguò 45 ° C shí tích zhè knéng huì shèjí dào liàn zìyóu j zhngzh zài jiào go de wndù.字典 - 查看字典详细内容图.8黄蓍胶量对接枝参数的影响。

28、 反应条件：AN为7.5克，CAN为460毫克，温度45，时间1小时碱性水解 在最佳合成聚丙烯腈接枝黄蓍胶胶质的条件下，然后在碱性条件下水解。这种做法首先准备甘油三酯为基础的高吸水性树脂的凝胶。优化的碱性水解进行了多项实。据发现，除了阻止乙醇混合物的高度膨胀，因此反应很容易激烈进行，因为循环结构从邻近的丁腈组所致。该化合物通过继续水解，利用产生的颜色从红色变为浅黄色为根据。这变色可作为一种实用指示停止碱处理。在水解时，交联形成的集团对聚丙烯腈接枝链的相互反应有所影响。相邻链之间的这种瞬间反应可以被称为交联。因此，黄蓍胶胶质的亲水性凝胶，即水凝胶。此外，完全不处理水凝胶的形态是不同的，接枝胶（图3b和C）。如图1所示，水凝胶获得了水解。相反，腈组已转为主要是羧酸钠，甲酰胺官能团分离很少。这是一个新的较高的峰体现在1400cm（C - O键对称伸缩羧酸）和强烈的低谷在166 cm。这些