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涂料中淀粉与颜料助剂的作用机制

时间：2020-09-11 作者：古道化学点击: 619 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。这样就可以更容易制备有色涂料。
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涂料中淀粉与颜料助剂的作用机制

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