魔芋胶对丙烯酸乳液流变性能的影响
涂料工业迅猛发展对环保要求日益严格,是目前涂料行业面临的严峻挑战。 顺应这个目标,研发高性能、环保型乳液为原料的涂料已成为该领域的研究热点。魔芋(Konjac,elephant-foot yam)为天南星科魔芋属(Amorphophallus Blume) 植物,其主要成分为魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan, KGM)。KGM 具有和纤维素相似的结构,但却具有纤维素所不具备的水溶解性及流变特性,研究魔芋胶/丙烯酸乳液复合体的流变特性,符合环保要求,具有较大的理论与实践价值。本文将魔芋胶分别与苯丙、硅丙、氟丙三种乳液共混,通过对共混体系进行流变学测量、理论分析、模型拟合,以及傅立叶红外(FTIR)、透射电镜(TEM)测试,探讨了魔芋胶对乳液流变性能的影响,得到以下结论: 1.魔芋胶对苯丙乳液流变性能的影响:魔芋胶/苯丙乳液的粘度与魔芋胶的添加量呈线性关系;魔芋胶可增大苯丙乳液的触变性;剪切应力与剪切速率之间的关系符合Herschel- Bukley 模型;粘弹性模量与温度之间的关系可用多项式拟合;弹性模量随角频率的增大而缓慢增大,粘性模量随角频率的增大而线性增加,粘弹性模量随魔芋胶加量的增加而明显增大,对该趋势应用Maxwell、Palierne 模型进行了理论分析;FTIR 测试结果表明,魔芋胶/苯丙乳液属于物理共混体系,魔芋胶的引入增加了羟基吸收峰的面积;TEM 测试结果表明,魔芋胶增加了苯丙乳液粒子聚集链的长度和数目。 2.魔芋胶对硅丙乳液流变性能的影响:剪切流变测量表明,魔芋胶增加了硅丙乳液的触变性,魔芋胶/硅丙乳液属剪切变烯流体,剪切应力与剪切速率之间的关系可用Herschel- Bukley 及Power law 模型进行拟合;温度扫描曲线表明,粘弹性随温度升高变化趋势多样化,弹性随着魔芋用量的增加而增大,粘性变化不明显;角频率扫描曲线表明,弹性模量随角频率的增大,先增大后减小,粘性模量呈缓慢上升趋势;魔芋胶显著地增大了硅丙乳液的弹性模量,而对粘性模量的影响不明显,用多项式较好地拟合了实验曲线;TEM 测试结果显示,魔芋胶增加了硅丙乳液粒子的粘连程度,形成了更为牢固的网状结构。 3.魔芋胶对氟丙乳液流变性能的影响:剪切流变测量表明,随着魔芋胶加量的增大,魔芋胶/氟丙乳液体系更加符合Power law 模型;温度扫描曲线表明,粘性随温度的升高而降低,弹性模量随温度的升高而增大,魔芋胶增加了氟丙乳液的粘性模量,降低了弹性模量,这些变化趋势可用多项式拟合;FTIR测试结果表明,魔芋胶/氟丙乳液属于物理共混体系; TEM 测试结果显示,魔芋胶降低了氟丙乳液粒子的粘连程度。
- 作者:
- 李利改
- 学位授予单位:
- 武汉工业学院
- 专业名称:
- 应用化学
- 授予学位:
- 硕士
- 学位年度:
- 2007年
- 导师姓名:
- 杨晓鸿
- 中图分类号:
- TQ432;O623.612;TQ225.131
- 关键词:
- 魔芋胶;丙烯酸乳液;流变性能;水溶解性
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