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涂料中淀粉与颜料助剂的作用机制

时间:2019-09-11 作者:澳门澳门澳门精准大全化学  点击: 316 次
        随着人们环保理念的不断更新以及国家可持续发展战略的不断推进,希望科研工作者能够开发出环境友好型绿色涂料,符合无污染性、安全、零排放等特点,以代替传统的污染严重的溶剂型涂料。由淀粉制备涂料可以解决环境污染的问题,淀粉其降解能力强,污染程度小,符合广大群众及环境的要求。因此,世界各国都都重视淀粉资源的开发、利用和研究。目前,主要研究有色涂料的制备,即在由淀粉制备涂料中加入颜料助剂,使淀粉与颜料助剂相互作用,通过研究反应机理,改变淀粉的结构,使得涂料更易着色,涂料颜色不再单一。
       1 涂料助剂的性质
为了深层次研究淀粉基涂料的热稳定性、防水性等性能,就必须要考虑所匹配的助剂与淀粉的相互作用。根据颜色将助剂分为黄(PY)、橙(PO)、红(PR)、蓝(PB)、黑(PBk)、白(PW)、金属助剂(PM)等几大类。根据结构可将助剂分为无机和有机2大类。无机助剂包括氧化物、硫化物、钒酸盐、铬酸盐、钼酸盐、金属等。有机助剂为偶氮颜料、酞菁颜料、多环颜料和其它颜料等[6]。本论文主要讨论无机助剂中的氧化物即TiO2,ZnO,Fe2O3和Cr2O3与淀粉的作用机制。
       2 淀粉的结构
淀粉是复杂的高分子物质, 是葡萄糖的高聚体。淀粉有直链淀粉和支链淀粉2类。直链淀粉含有几百个葡萄糖单元,支链淀粉淀粉含有几千个葡萄糖单元。淀粉单体中有一级醇羟基,羟基氧原子上有孤对电子,可以给出电子,作为路易斯碱,与接受电子的路易斯酸相互反应。淀粉单体中有六元环,环上有氧原子,具有吸电子的诱导效应。与一级醇相连的六元环使得位阻变大,一级醇相对稳定。
       淀粉单体与颜料助剂的相互作用,从电子效应来说,由于环上含有氧原子,氧原子是吸电子集团,通过相连接的碳原子传递吸电子效应,使羟基上氧原子的电子云密度降低;从位阻上来说,六元环是个不易扭转的大集团,使得金属氧化物与电子的接触更不容易,最后使反应活性减弱。分析影响反应活性的因素,包括诱导效应和位阻效应,论在今后制备有色涂料中,使反应物在较温和的条件下,就可以发生反应,我们选择位阻小以及供电子强的集团,由于淀粉的位阻不易改变,我们只有通过改变诱导效应,将七号碳原子上的氢替换成供电子的集团,使九号氧原子上电子云更加集中。这样就可以更容澳门澳门澳门精准大全备有色涂料。
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