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水性丙烯酸树脂合成及其抗菌罩光油研究

作　者: 李学强
导　师: 涂伟萍
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 水性丙烯酸抗菌罩光油乳液合成
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水性罩光油具有环保、低成本、运输方便、产品质量稳定等优点,广泛应用于食品、药品、化妆品包装材料,是当前纸品罩光油领域研究的重点和发展方向。2003年我国经历SARS的侵袭和禽流感的考验,人们对公共卫生的要求越来越高。如果能够在罩光油中加入抗菌剂,在罩光工艺中一次实现罩光和抗菌功能,将会产生巨大的经济效益与社会效益。本研究以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、丙烯酸(AA)为主要原料,应用种子乳液聚合法,通过优化合成工艺,调整配方组合,研制出可用作水性罩光油的苯丙乳液。利用TEM、FT-IR等多种测试方法,深入分析和讨论了温度、引发剂、羧基单体以及聚合工艺如搅拌速度、缓冲剂等因素对乳液性能的影响。将合成的苯丙乳液同抗菌剂TIO-NP100(氮掺杂纳米二氧化钛粉体)复配成水性抗菌罩光油,通过定性方法,即预实验测定最小抑菌浓度和定量的方法,参照日本国家工业标准JIS Z 2801-2000的实验方法,测定水性抗菌罩光油对革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抗菌率。最后通过在白卡纸上涂布水性抗菌罩光油,测试其对金黄色葡萄球菌和埃希氏大肠杆菌的抗菌率,获得了水性抗菌罩光油在白卡纸上的实际抗菌效果。研究发现,单体比例m(St) : m(MMA) : m(BA) : m(HPMA) : m(AA)为46:11:38:3:2,聚合温度在80~82℃,过硫酸钾为引发剂,其用量为0.6%,制备的苯丙乳液粒径较小、呈蓝相、稳定性好、性能良好。应用自制苯丙乳液配制水性抗菌罩光油具有抗菌功能,接触时间为48h的抗菌效果最好,当TIO-NP100浓度为1%时,水性抗菌罩光油对金黄色葡萄球菌抗菌率达到95.51%;当TIO-NP100浓度为0.8%时,水性抗菌罩光油对埃希氏大肠杆菌抗菌率达到96.83%。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-35
  1.1 引言  10-24
    1.1.1 溶剂型罩光油  13-14
    1.1.2 UV 固化罩光油  14
    1.1.3 水性罩光油  14-24
  1.2 水性罩光油用树脂的制备方法  24-28
    1.2.1 乳液聚合法  24-27
    1.2.2 相反转乳化法  27-28
  1.3 水性型罩光油用树脂的改性  28-31
    1.3.1 改性松香水性树脂  28-29
    1.3.2 改性水性丙烯酸树脂  29
    1.3.3 乳液型连结料  29-31
  1.4 抗菌性水性罩光油  31-33
    1.4.1 无机抗菌剂  31-32
    1.4.2 有机抗菌剂  32-33
    1.4.3 天然抗菌剂  33
  1.5 本论文研究意义及内容  33-35
第二章实验部分  35-41
  2.1 主要实验材料与规格  35
  2.2 主要仪器与设备  35-36
  2.3 实验装置  36
  2.4 实验原理  36-37
    2.4.1 引发机理  36-37
  2.5 合成工艺  37
  2.6 性能测试与表征  37-41
    2.6.1 聚合体系中凝胶量的测定  37-38
    2.6.2 固含量  38
    2.6.3 转化率  38
    2.6.4 粘度  38
    2.6.5 聚合稳定性  38
    2.6.6 机械稳定性  38
    2.6.7 贮存稳定性  38
    2.6.8 钙离子稳定性  38-39
    2.6.9 稀释稳定性  39
    2.6.10 乳液流平性能的测定  39
    2.6.11 涂膜吸水率的测定  39
    2.6.12 涂膜附着力测定  39
    2.6.13 透射电镜(TEM)  39
    2.6.14 差示扫描量热法(DSC)  39
    2.6.15 红外吸收光谱法(IR)  39
    2.6.16 pH 值  39-40
    2.6.17 最低成膜温度(MFT)  40
    2.6.18 粒度分析  40
    2.6.19 硬度测定  40
    2.6.20 光泽度测定  40
    2.6.21 涂布量测定  40-41
第三章丙烯酸酯乳液合成研究  41-58
  3.1 合成工艺选择  41
    3.1.1 核预乳化  41
    3.1.2 种子乳液聚合(核聚合)  41
    3.1.3 壳预乳化  41
    3.1.4 壳聚合  41
  3.2 单体的选择  41-45
  3.3 结果与讨论  45-58
    3.3.1 温度的影响  45-47
    3.3.2 引发剂的影响  47-50
    3.3.3 羧基单体的影响  50-54
    3.3.4 其他因素的确定  54-55
    3.3.5 结构和形态的表征  55-58
第四章水性抗菌罩光油配方及性能研究  58-75
  4.1 配方及工艺  58
    4.1.1 配方  58
    4.1.2 工艺  58
  4.2 抗菌检测及结果讨论  58-75
    4.2.1 预实验  59-64
    4.2.2 抗菌初步实验及结果讨论  64-70
    4.2.3 白卡纸模拟实验及结果讨论  70-75
结论与建议  75-77
参考文献  77-83
攻读硕士学位期间取得的研究成果  83-84
致谢  84-85
附表  85

水性丙烯酸树脂合成及其抗菌罩光油研究

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