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摘 要

本课题以CDs与PA物理共混形成的共聚物为基础，静电纺丝合成纳米纤维膜复合材料。合成聚丙烯酸酯的最佳单体质量比为甲基丙烯酸甲酯：丙烯酸丁酯：丙烯酸=21:19:5，通过静电纺丝技术制备具有染料吸附能力的PA/β-CD纳米纤维膜。电子显微镜扫描确定了所制成膜的表面为单根丝堆积而成的网状结构。聚丙烯酸酯与β-环糊精的物理混合纺丝胶膜对染料吸附性能较好。当PA浓度为10%，纳米纤维膜中单丝间相互粘结的情况随着环糊精量的增大有明显改善，并通过染料吸光度的变化，计算出当β-环糊精含量为75%时，制得的纳米纤维膜对染料吸附量较高，其中，对碱性黄28可达到155.815mg/g。

关键词：聚丙烯酸酯 β-环糊精 静电纺丝 染料 吸附

Preparation of Cyclodextrin-Containing Polymer Material and Its Purification Performance for Dye Waste Liquid

Abstract

This topic is based on the copolymers formed by the physical blending of CDs and PA, and electrospinning to synthesize nanofiber membrane composites. The optimum monomer mass ratio of the synthesized polyacrylate was methyl methacrylate:butyl acrylate:acrylic acid=21:19:5, and PA/β-CD nanofiber membrane with dye adsorption capability was prepared by electrospinning technology. Using scanning electron microscopy, the surface structure of the nanofiber membranes was determined as a network of single filaments. The physical mixing of polyacrylate and β-cyclodextrin spin film has better dye adsorption performance. When the PA concentration is 10%, the bonding between the monofilaments in the nanofiber membrane is significantly improved with the increase in the amount of cyclodextrin, and the β-cyclodextrin content is calculated to be 75 when the absorbance of the dye changes. At a %, the obtained nanofiber membrane has a higher amount of dye adsorbed, and the alkali yellow 28 can reach 155.815 mg/g.

Keyword：polyacrylate; β-cyclodextrin; electrostatic spinning; dye; adsorption

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 前言 4

1.1环糊精 4

1.2聚丙烯酸酯 4

1.2.1聚丙烯酸酯的结构组成 4

1.2.2聚丙烯酸酯的性质应用 5

1.2.3乳液聚合方法 5

1.3静电纺丝技术 7

1.4本课题研究的内容和意义 7

第二章 实验部分 8

2.1药品与仪器 8

2.2 纺丝原料的制备 10

2.2.1聚丙烯酸酯的制备 10

2.2.2静电纺丝纳米纤维膜的制备 10

2.3纳米纤维膜表征 11

2.4吸附性能测定 11

2.4.1 标准曲线 11

2.4.2 吸附时间对吸附容量的影响 12

2.4.3 初始溶度对吸附的影响 12

3.1 聚丙烯酸酯的合成 13

3.1.1单体比例对合成的影响 13

3.1.2乳化剂对合成的影响 14

3.1.3引发剂的影响 15

3.2 β-CD含量对纳米纤维膜表面形貌的影响 15

3.3吸附性能研究 17

3.3.1 标准曲线 19

3.3.2吸附时间对吸附容量的影响 20

3.3.3初始溶度对吸附的影响 20

第四章 结论与展望 23

4.1结论 23

4.2展望 23

参考文献 24

致谢………………………………………………………………………………26

第一章 前言

1.1 环糊精

环糊精(CD)是在环糊精葡萄糖转位酶的作用下由淀粉产生的低糖化合物^[1]。它由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键首尾相连形成一个闭合的环状结构。根据组成环糊精的葡萄糖单元个数的不同^[2]，常见的环糊精分子可分为三类，即α-CD、β-CD γ-CD，如图1-1。环糊精分子呈现出“截顶圆锥状”的空腔结构，外壁上含有多个羟基，使其外壁表面具有亲水性，由葡萄糖单元中C3和C5上的氢原子与糖苷键上的氧原子所构成的内腔则呈显出疏水的特性，因此CD是具有特殊空腔结构的“两亲性分子” ^[3]。

图1-1 三种常见环糊精分子的结构图

CD的特殊结构能够有选择性地与各种有机、无机和生物大分子结合形成主客体包合物，因此环糊精得到了科学研究人员的广泛关注^[4]。与α-CD和γ-CD 相比，β-CD 在对疏水分子进行包合时选择性高，增溶性强，且与生物体系的相容性好，经安全性评价证明无毒，可作为碳水化合物被机体消化吸收，同时价格低廉，因此β-CD 在食品、医药、生物材料以及环境处理等领域中占有十分重要的地位。

1.2 聚丙烯酸酯

1.2.1 PA的结构组成

聚丙烯酸酯(PA)是丙烯酸酯单体的共聚物，在光、热和引发剂的作用下容易聚合，如图1-2^[5]。因此，除酯基外，丙烯酸酯乳液的侧链通常还含有极性基团，如羟基、氨基和羧基，这种特殊的结构提供了高附着力、耐酸碱性和良好的成膜效率^[6]。利用改变共聚物软硬单体和功能单体比例的手段，进而改变丙烯酸聚合物的物理、化学和机械性能。因此，丙烯酸酯类聚合物种类多样。

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