【正文】 3537.[16] 曹麗云,黃劍峰. 殼聚糖和丙烯酰胺接枝共聚反應(yīng)的研究[J]. 西北輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).(19):1822.[17] 殼聚糖與 MA、MMA 接枝共聚研究[EB/OL].中學(xué)吧: /shuju/。pH 對(duì)接枝產(chǎn)物吸附性能有一定的影響，但在 pH 為 7 左右，吸附性能變化不大。通過熱分析得到接枝產(chǎn)物在 227℃以前結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（3）在殼聚糖接枝海泡石實(shí)驗(yàn)中，探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、引發(fā)劑含量、殼聚糖和海泡石含量對(duì)接枝率與接枝效率的影響。采用紅外、掃描電鏡、熱分析等手段對(duì)其進(jìn)行了表征。溫度加熱到 227℃時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)放熱峰，此時(shí)，接枝產(chǎn)物分子鏈出現(xiàn)斷裂，所以接枝產(chǎn)物在低于 227℃以前結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。102030405060℃ /0.. /(uVmg) 7580590510TG /%....DA(uV/mgin) 73. ℃ ℃ ℃℃: %: : % (69. ℃)[][1][]???圖 38 15號(hào)接枝產(chǎn)物的掃描電鏡照片圖 39 8號(hào)接枝產(chǎn)物的掃描電鏡照片圖 310 2號(hào)接枝產(chǎn)物的掃描電鏡照片 接枝共聚產(chǎn)物的差熱表征差熱分析是一種重要的熱分析方法，是指在程序控溫下，測(cè)量物質(zhì)和參比物的溫度差與溫度或者時(shí)間的關(guān)系的一種測(cè)試技術(shù)。圖 37 為接枝產(chǎn)物的掃描電鏡照片。這一切證明了殼聚糖已經(jīng)接枝在海泡石上。由接枝共聚物的紅外譜圖可以看出：3442cm 1處為 OH 與 H2O 的伸縮振動(dòng)區(qū)，同時(shí)也可能是NH 伸縮振動(dòng)的吸收峰，與 OH 與 H2O 的伸縮振動(dòng)區(qū)重疊而成； C:\Documents adStigs\Amintrao\℃es\ S 13/ Wavenumber cm170758085909510Transmitance [%]Page 1of C:\Documents adStigs\Amintrao\℃es\ S 13/ . Wavenumber cm185909510Transmitance [%]Page 1of1076cm1處為殼聚糖 C6OH 的特征吸收峰。特征頻率區(qū)也叫官能團(tuán)區(qū)，這一區(qū)域的譜帶有比較明確的基團(tuán)和頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要是伸縮振動(dòng)譜帶，基團(tuán)的鑒定工作主要在這一區(qū)域進(jìn)行。 接枝共聚產(chǎn)物的紅外光譜表征紅外光譜譜圖中的吸收峰與分子中各基團(tuán)的振動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)。離心分離并取上清液，用原子吸收光度計(jì)測(cè)定溶液的平衡濃度，計(jì)算出吸附后的 Cu2+的平衡濃度。表 312不同質(zhì)量的接枝物對(duì) Cu2+的吸附接枝產(chǎn)物質(zhì)量 吸附后 Cu2+平衡濃度（mg/L） 平衡吸附量（mg/g） 去除率($) % % % % %由表 312 可以看出，接枝產(chǎn)物對(duì)金屬離子 Cu2+具有很好的吸附性，對(duì)濃度為 100mg/L 的 Cu2+溶液最大吸附量可達(dá) 17mg。離心分離并取上清液，用原子吸收光譜測(cè)定溶液中 Cu2+的平衡濃度，根據(jù)下式計(jì)算平衡吸附量q（mg/g） 。表 311 不同偶聯(lián)劑用量條件下制備的接枝產(chǎn)物對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附偶聯(lián)劑用量 1% % % %吸光度 平衡吸附量 去除率 % % % %由表 311 可以看出，偶聯(lián)劑越少，其接枝效果越差，當(dāng)偶聯(lián)劑用量達(dá)到%后，其吸附效果變化不大，同時(shí)也可以說明其接枝效果變化不大。分別將 不同接枝物與 20mg/L 的亞甲基藍(lán)溶液 50ml 加入到錐形瓶中，在室溫下攪拌 30min 使之反應(yīng)。根據(jù)下式計(jì)算亞甲基藍(lán)的去除率：去除率（%）=(C 0C)/C0100%。同樣根據(jù)前人所討論的使用方法，改變偶聯(lián)劑的用量，最終確定偶聯(lián)劑用量為海泡石質(zhì)量的 %。得到的結(jié)果如下：表 32 不同反應(yīng)溫度條件下接枝情況與吸附性能反應(yīng)溫度 40℃ 60℃ 80℃接枝率 160% 220% 246%接枝效率 53% 73% 82%由表 32 可以看出，接枝率和接枝效率隨溫度的升高而增大，考慮到引發(fā)劑使用的溫度，最后確定反應(yīng)溫度為 80℃ 不同引發(fā)劑含量對(duì)接枝的影響保持其它實(shí)驗(yàn)條件不變（反應(yīng)時(shí)間 ，海泡石質(zhì)量 ，反應(yīng)溫度80℃，偶聯(lián)劑的量為 %） ，改變引發(fā)劑的用量，將引發(fā)劑量設(shè)為12％，16％，20％， （對(duì)其接枝產(chǎn)物分別命名為 10 號(hào)接枝產(chǎn)物）測(cè)定接枝率與接枝效率隨引發(fā)劑變化的規(guī)律，得到的結(jié)果如下：表 33 不同引發(fā)劑含量條件下接枝情況與吸附性能引發(fā)劑含量 12% 16% 20%接枝率 220% 246% 244%接枝效率 73% 82% 81%引發(fā)劑是影響反應(yīng)能否進(jìn)行的一個(gè)重要因素，根據(jù)前人的研究，確定了引發(fā)劑的使用方法，由本實(shí)驗(yàn)確定引發(fā)劑含量為殼聚糖質(zhì)量的 16％， 不同海泡石單體用量對(duì)接枝的影響保持其它實(shí)驗(yàn)條件不變（反應(yīng)時(shí)間 ，反應(yīng)溫度 80℃，硝酸鈰銨為殼聚糖質(zhì)量的 16％，偶聯(lián)劑的量為 %） ，改變海泡石單體的量，將海泡石單體的量設(shè)為 、2g、 （對(duì)其接枝產(chǎn)物分別命名為 1113 號(hào)接枝產(chǎn)物）測(cè)定接枝率與接枝效率隨海泡石單體質(zhì)量的規(guī)律。測(cè)定接枝率與接枝效率隨反應(yīng)時(shí)間變化的規(guī)律，得到的結(jié)果如下：表 31 不同反應(yīng)時(shí)間條件下接枝情況與吸附性能反應(yīng)時(shí)間 1h 2h 接枝率 214% 244% 246% 246%接枝效率 71% 81% 82% 82%由表 31 可以看出，接枝率與接枝效率隨時(shí)間的增大而增大，到 后增長(zhǎng)開始緩慢。根據(jù)下式計(jì)算 Cu2+的去除率：去除率（%）=(C 0C)/C0100%。用 1000mg/L 的 Cu(NO3)3原液配置不同濃度的 Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用原子吸收分光光度計(jì)在 324nm 處測(cè)得相關(guān)系數(shù)。q=(C 0C)50/1000m。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:A=+。 接枝產(chǎn)物的吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試殼聚糖高分子鏈中含有大量的氨基和羥基基團(tuán)，使得殼聚糖對(duì)重金屬離子具有很高的絮凝作用，同時(shí)，海泡石具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)，具有大的比表面積和孔容積，也具有很好的吸附性能，前人已做過大量的實(shí)驗(yàn)論證了這兩種材料的吸附性能，本實(shí)驗(yàn)就要研究由殼聚糖和海泡石復(fù)合制備的接枝物是否具有吸附性能。它不僅是影響聚合反應(yīng)速率的重要因素，而且是影響聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的重要因素。將所剩固體用稀鹽酸浸泡除去未反應(yīng)的殼聚糖，然后過濾水洗后干燥至恒重，得到純凈的接枝產(chǎn)物。然后分別改變各因素，考察接枝共聚后的接枝率、接枝效率。加入一定酸作為催化劑或加熱均能加快水解反應(yīng)。因此，硅烷偶聯(lián)劑既能與無(wú)機(jī)物中的羥基又能與有機(jī)聚合物中的長(zhǎng)分子鏈相互作用，使兩種不同性質(zhì)的材料偶聯(lián)起來(lái)。改性的原理主要是利用海泡石表面的酸活性中心和活性 SiOH 基團(tuán)。 海泡石的表面有機(jī)改性為了改善海泡石的分散性能，強(qiáng)化海泡石與高分子材料界面粘結(jié)，經(jīng)由對(duì)礦物材料表面進(jìn)行物理、化學(xué)處理，在礦物個(gè)體表面形成新的表面層，使礦物表面特性發(fā)生改變。海泡石的紅外光譜主要由硅酸鹽絡(luò)陰離子振動(dòng)、羥基和水的振動(dòng)以及八面體陽(yáng)離子與層間陰離子振動(dòng)等組成。 C:\Progam Files\OUSa\20. s 15/04293458 2921 2850 1639 1385 75110861025 90 93965909146100150202250300350 Wavenumber cm102040608010Transmitance [%] Page 1of圖 22 海泡石酸改性后的紅外光譜圖 海泡石的熱改性將酸改性的海泡石在 220℃馬弗爐中加熱活化 3h，去除沸石水，打開其內(nèi)部通道，得到白色粉末狀海泡石熱改性粉末。酸的濃度越高，對(duì)海泡石的脫鎂能力越強(qiáng)。 海泡石的酸改性海泡石結(jié)構(gòu)中的 Mg2+ 是弱堿，遇弱酸會(huì)生成沉淀而沉積于海泡石的微孔結(jié)構(gòu)中，故目前處理酸均為強(qiáng)酸(HCl、H 2SOHNO 3等)。因此必須預(yù)先經(jīng)過提純、改性等一系列處理，進(jìn)一步改善其性能。確定海泡石是否與殼聚糖發(fā)生了接枝反應(yīng)以及接枝情況的觀察，最后對(duì)接枝產(chǎn)物進(jìn)行差熱分析，考察其熱穩(wěn)定性。對(duì)影響殼聚糖海泡石接枝反應(yīng)條件的探討。海泡石的改性方法有很多，本實(shí)驗(yàn)確定了采用酸改性和熱改性來(lái)改善其性能。這種材料保留了海泡石和殼聚糖的性質(zhì)，同時(shí)改善了兩種單體自身存在的某些缺點(diǎn)。在確定殼聚糖與海泡石接枝可能性后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，研究殼聚糖與海泡石接枝共聚工藝。盡管在接枝過程中使產(chǎn)物連接了具有更強(qiáng)絡(luò)合性能的官能團(tuán)，但接枝往往占據(jù)了殼聚糖分子中具有配位絡(luò)合活性的氨基或羥基，因而改性后殼聚糖的絡(luò)合吸附性能提高不夠顯著。 前人研究存在的問題海泡石的結(jié)構(gòu)比較特殊，具有大的比表面積和孔容積，因而海泡石成為一種很好的吸附材料。殼聚糖的接枝共聚物，是以殼聚糖為主鏈和一合成聚合物為側(cè)鏈的半合成聚合物，兼具天然聚合物和合成聚合物的某些特性，從而可滿足某些特殊需要。殼聚糖的溶解性等自身因素極大地影響了殼聚糖在應(yīng)用上的廣泛性。 殼聚糖的研究及應(yīng)用狀況殼聚糖(Chitosan)是甲殼素(Chitin)在堿性條件下