N-羟甲基丙烯酰胺的改性β-环糊精接枝硝化纤维素研究

N-羟甲基丙烯酰胺的改性β-环糊精接枝硝化纤维素研究主要涉及以下几个方面：

一、研究背景

硝化纤维素（NC）在民用领域广泛用于制备涂料、油墨、赛璐珞等，但普通硝化纤维素有机挥发物含量高，导致其制备的涂料和油墨等环保性能差。β-环糊精具有能吸附环境有害物质及除臭的能力，以N-羟甲基丙烯酰胺改性β-环糊精并接枝到硝化纤维素上，可提高硝化纤维素的环保性能。

二、反应原理

第一步：将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺。酸性环境有助于促进二者之间的反应，使β-环糊精分子上的羟基等活性位点与N-羟甲基丙烯酰胺中的活性基团发生化学反应，形成新的化学键。

第二步：以硝酸铈铵为引发剂，将β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素在硝酸溶液中进行接枝反应。硝酸铈铵在反应体系中可以产生自由基，引发β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺与硝化纤维素分子链上的活性位点发生反应，从而将改性后的β-环糊精接枝到硝化纤维素上。

三、 制备方法

1. 原料选择：β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺、硝酸铈铵、硝酸溶液、硝化纤维素等。一般要求β-环糊精纯度较高，N-羟甲基丙烯酰胺杂质含量低，以保证反应的顺利进行和产物的质量。硝化纤维素的含氮量一般选择在10％-14％。

2. 反应条件控制

第一步反应：β-环糊精、N-羟甲基丙烯酰胺和酸性溶液的质量比一般为1∶0.5-1∶2-3，酸性溶液的质量分数为1％-3％，反应温度为50-80℃，反应时间为5-15min。

第二步反应：硝酸溶液的质量浓度为1％-3％，硝酸溶液和硝化纤维素的质量比为90-110∶1，接枝反应的温度为30-90℃，接枝反应的时间为30-150min。

四、研究成果

结构表征：通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对产物进行分析，证明β-环糊精成功接枝到了硝化纤维素上。在FTIR光谱中，出现了β-环糊精和硝化纤维素特征峰的叠加，同时还可能出现了由于接枝反应而产生的新的特征峰。

工艺优化：研究发现NC用量为0.5g，引发剂浓度为16mmol·L?1，聚合温度为75℃，β-CD-NMA用量6g，聚合时间为60min时，接枝率可达26%。

改性后的硝化纤维素既保留了硝化纤维素原有的特性，如耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类等，又兼具β-环糊精吸附环境有害物质及除臭的能力。可在环保涂料、油墨等领域具有广阔的应用前景，能降低有机挥发物的排放，提高产品的环保性能，满足日益严格的环保要求。

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