紅外光譜分析使用VECTOR-22型傅立葉紅外光譜儀(日本島津)，KBr壓片法測試；X射線粉末 衍射分析使用D/max-2200pc型X射線衍射儀(日 本理學)，實驗條件：CuK?，40kVx40mA,掃描 速度16 °/min,采樣寬度0.02°;元素分析使用 CHN-0-RAPID型元素分析儀。
2結果與討論2.1反應條件對接枝共聚反應的影響2.1.1黃原膠濃度對接枝共聚的影響黃原膠質量濃度對接枝參數的影響如圖1所示。
用化工、食品、醫藥、采油、紡織、陶瓷及印染 等領域。為了使黃原膠獲得更多新特性，并且得 到更為廣泛的應用，其與乙烯基單體進行接枝共 聚合成新型功能材料，近年來逐漸成為人們研究 的熱點。黃原膠與丙烯酰胺的接枝共聚物既保留 了黃原膠自身的特性，又具有丙烯酰胺均聚物的 特點，在藥物控釋'石油鉆井、三次采油水 處理U)等領域已展現出良好的應用前景。
自1986年Gedye1111等首次將微波作為一種加 熱能源引入有機合成反應以來，微波法加熱方式成 為一種新興的髙分子合成技術。微波加熱是一種 “內加熱”，極性物質分子吸收電磁能髙速振動， 因介質損耗而產生熱能112，具有速度快、均勻、有 選擇性、無滯后效應等特點，是一種節能、環保 的新型聚合技術，其優越性是傳統加熱無法比 擬的微波輻射還具有活化反應單體的作用，可 以增大分子反應的活性，因此可以得到較高的產 率[141。此外，在高分子領域中，高分子及其混合物 (如本實驗中的原料黃原膠)的黏度較大，導熱能力 差，常常出現局部過熱而影響產物品質，而微波 有很強的穿透力，能對被照物質產生深層加熱作 用，使用微波加熱技術能在很大程度上解決上述 問題叭近年來，已有不少人將微波技術引人到多 糖改性中，并取得了相當大的成績，如陳傳品1151利 用微波技術，改性淀粉制備耐鹽性高吸水性樹脂； 徐云龍在微波條件下，改性殼聚糖制備高取代度 的N，0-竣甲基殼聚糖等。本文采用微波加熱法， 研究了黃原膠質量濃度、單體配比、引發劑質量 濃度、反應時間以及微波火力對產品接枝率和接 枝效率的影響，并采用紅外光譜儀(FT-IR)、元 素分析儀(EA)和X射線粉末衍射儀(XRD)對接枝 共聚物的結構進行表征，初步探討了接枝機理。
1實驗部分1.1主要原料及儀器黃原膠(XG):食用級，河北新河生物化工有限 公司；丙烯酰胺(AM):化學純，天津市化學試 劑廠；甲醇：化學純，西安化學試劑廠產品。
WD800SZ-4機械燒烤不銹鋼型微波爐：順德 市格蘭仕微波爐電器有限公司；真空干燥箱； CHN-0-RAPID型元素分析儀：Heraeus公司生產。 1.2接枝共聚物的合成在250 mL三口燒瓶中加人將1.2 g XG和100 mL去離子水，攪拌lh使XG完全溶解。加人一 定量的AM，攪拌均勻，然后加人APS，繼續攪拌 30 min。反應液轉人微波反應器中，通氮除氧20 min,低火反應一定時間后取出，50 X下干燥，粉 碎，得粗產品，稱質量。
1.3接枝率及接枝效率的測定將粗產品用體積比為80/20甲醇-水混合溶劑 在索氏提取器中萃取24 h以上，以除去AM均聚 物，抽提剩余物用蒸餾水反復洗滌，得到XG-g- AM接枝共聚物，于50丈下完全干燥，稱質量。
根據公式(1), (2)計算接枝率(G),接枝效率(E):G=(^)xl00%⑴E=| JxlOO%(2)
式中：W。為黃原膠質量，g;注：AM/XG{g/g)=4; pg/L;time=5 miri;功率為 160 W。
圖1黃原膠質量濃度對接枝參數的影響 當黃原膠質量濃度小于12 g/L時，隨著質量 濃度的增加，接枝率和接枝效率都提高；當質量 濃度超過〗2 g/L時，接枝率和接枝效率卻呈下降 趨勢。因為起初黃原膠質量濃度增加，單位體 積內黃原膠分子數增加，引發劑分解的自由基 與其碰撞頻率提高，容易產生更多的黃原膠自 由基參加反應，接枝率和接枝效率都提高。當黃原膠質量濃度超過12 g/L時，再隨著質量濃度的 增加，但體系的黏度隨之大大增加，抑制了黃原 膠自由基的移動，造成自由基反應范圍變小，過 早進人鏈終止階段，接枝率和接枝效率則開始降 低。由實驗可以看出，反應最佳的黃原膠質量濃 戽為12 g/L。
2.1.2單體配比對接枝共聚的影響單體配比對接枝參數的影響如圖2所示。
由圖2可以看出，當丙烯酰胺與黃原膠的質 量比小于4時，隨著質量比的增加，接枝率和接 枝效率都提髙；當質量比超過4時，再隨著質量 比的增加，上述參數卻減少。這是由于丙烯酰胺 與黃原膠的質量比較小時，圍繞在黃原膠周圍的 丙烯丑胺分子較少，參加反應的分子也較少，均 聚反應同樣不容易發生，接枝率和接枝效率都隨 質量比的增加而提高。當質量比再增加時，大量 丙烯酰胺分子聚集在一起，均聚反應的幾率增大， 接枝反應的幾率相對減小。所以丙烯酰胺與黃原 膠最佳的質量比為4。
2.1.3引發劑濃度對接枝共聚的影響圖3為引 發劑質量濃度對接枝參數影響圖。
圖3引發劑質量濃度對接枝參數影響 如圖3所示，引發劑質量濃度較低時，接枝 率和接枝效率均隨質量濃度增加而增大，但當引發劑質量濃度超過2 g/L時，接枝率和接枝效率則 開始下降。因為引發劑質量濃度較低時，引發劑 分解產生的自由基濃度隨其質量濃度的增加而增 加，與黃原膠碰撞的幾率也增大，接枝聚合反應 變的容易，接枝率和接枝效率也較快增大。但引 發劑質量濃度過大會造成均聚反應和偶合終止反 應加劇，同時會使黃原膠自由基之間以及黃原膠 自由基與初級自由基之間的終止反應幾率增大， 從而導致接枝率和接枝效率的降低。實驗結果表 明，最佳引發劑質量濃度為2 g/L。
2.1.4反應時間對接枝共聚的影響圖4反映了 反應時間對接枝參數的影響。
注：AIWXG(g/gM; pWG|=12g/L: pHNHJ&C^g/L:功率為 160W。
圖4反應時間對接枝參數的影響 由圖4可以看出，當反應時間小于5 min時， 隨著反應時間的增長，接枝率和接枝效率都提高 了；反應時間再增加，接枝率和接枝效率沒有明 顯的變化。這說明接枝共聚反應在5 min內已經完 成，再繼續反應的影響很小。本文反應時間選為5min〇
2.1.5微波火力的選擇本文采用低火(160 W)和 中火(480 W)兩種條件進行實驗。在低火條件下， 反應速率較快，反應比較平穩，易于控制；在中 火條件下，反應體系迅速吸收微波的熱量使丙烯 酰胺單體的活性加劇，造成其還未來得及與黃原 膠發生反應，便發生自身的均聚；同時，反應體 系由于升溫過快可能導致反應過度激烈、反應體 系暴沸而引起物料從反應釜中噴出，造成物料浪 費。以上現象都可能影響產品的接枝率和接枝效 率。故本文選用低火加熱。
2.2接枝共聚反應機理探討結構表征2.3.1紅外分析(FT-IR)黃原膠與接枝共聚物的紅 外譜圖如圖5所示。.
圖5黃原膠(a)及接枝共聚物(b)的FT-IR譜圖 圖5中，黃原膠在3447 cnT1處出現強而寬的 0-H伸縮振動吸收峰，在1620 cnT1和1472 cm—1 出現coo-對稱及非對稱伸縮振動吸收峰，另外在 1419和1030 cm-1分別出現C-H彎曲振動吸收峰 和0-H彎曲振動吸收峰。接枝共聚物除仍保留黃 原膠的上述特征吸收峰外，1664 cnT1和1630 cm-1 分別出現歸屬于酰胺基的酰胺I帶吸收峰(C=0伸 縮振動)和酰胺n帶吸收峰(N-H彎曲振動)，在 1453 cnr1處出現C-N的伸縮振動吸收峰，3423 cnT1處0-H伸縮振動吸收峰與N-H伸縮振動吸收 峰疊加，由此證明了丙烯酰胺已接枝到黃原膠上。 2.3.2元素分析(EA)黃原膠是一種高分子多糖， 其與丙燦酰胺的接枝共聚物分子式不能準確得到，表1黃原膠與接枝共聚物的元素組成元素分析/%NHC黃原膠0.3646.7435.85接枝共聚物4.9416.7838.7所以其理論元素含量也不易算出。但從表1中可 以看出，接枝共聚物的N元素含量比黃原膠顯著 增加，H和C元素含量也略有增加，由此也可以 證明，黃原膠已與丙烯酰胺發生接枝反應。
2.3.3 X 衍射(XRD)
圖6黃原膠(a)及接枝共聚物(b)的XRD譜圖X射線粉末衍射測試結果(見圖6)表明，黃原 膠存在一定的有序結構，在20為20°，29°附近存 在特征衍射峰I17'，結晶度為2.62 %;與AM接枝聚 合后，上述兩處峰位置基本未變，但峰強度有所 下降，而且在20為25°，31°等附近又出現新的衍 射峰，結晶度為20.77 %。這說明接枝共聚反應主 要發生在無定形區，并且由于引人AM,降低了黃 原膠大分子鏈內鏈間的作用力，提高了鏈的活動 能力，增強了分子排列的規整性，從而導致結晶 度提高。
根據上述表征，黃原膠和丙烯酰胺在微波條 件下確實發生了接枝反應。
3結論⑴本實驗最佳合成條件為：XG質量濃度為12 g/L, m(AM):m(XG)=4:l，APS 質量濃度為 2g/L， 反應時間為5 min,采用微波低火加熱(160 W)。在 最佳合成條件下，產品的接枝率和接枝效率分別 為 135.0%和 82.1%。
(2)采用紅外光譜儀(FT-IR)、元素分析儀(EA) 和X射線粉末衍射儀(XRD}對接枝共聚物的結構進 行表怔，證明了接枝反應的發生。
(3)以APS為引發劑合成XG-g-AM接枝共聚 物，與傳統加熱法相比，微波法具有高效、均勻、 節能、無污染等清潔生產的優點。