Page 203 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 张馨月，等: 水溶性辛烯基琥珀酸淀粉酯的三偏磷酸钠改性 ·659·

25%后，抗拉强度反而降至 1.40 MPa。这可能是因
为，当三偏磷酸钠用量较低时，在体系中不易与 OSS
分子结合，随着三偏磷酸钠用量的增加，其与 OSS
分子接触碰撞的可能性提高，形成了空间网络结构，
增加了体系的黏度，使 OSS 空间结构更加紧密，从
而增强了其机械性能 [19] ，改性 OSS 膜的抗拉强度逐
渐上升。但当三偏磷酸钠用量过高时，过大的结构
强度会抑制体系中 OSS 的溶胀，降低了其黏度，所
以改性 OSS 膜抗拉强度下降 [20] 。

2.1.2 反应 pH 对改性 OSS 膜抗拉强度的影响 图 3 反应时间对改性 OSS 膜抗拉强度的影响
在 OSS 质量分数为 15.0%、三偏磷酸钠用量为 Fig. 3 Effect of reaction time on tensile strength of modified
15%、反应时间为 5 h 的条件下，考察了不同反应 OSS film

pH 对改性 OSS 膜抗拉强度的影响，结果见图 2。 由图 3 可以发现，改性 OSS 膜的抗拉强度随着

反应时间的增加呈先增后减的趋势。当反应时间从
3 h 延长到 5 h 时，抗拉强度从 0.40 MPa 增加到
1.52 MPa，继续延长反应到 6 h 时，抗拉强度则降到
1.38 MPa，其原因在于三偏磷酸钠属于慢性改性剂 [21] ，
需要一定的时间来对 OSS 发生作用，随着反应时间
的延长，三偏磷酸钠与 OSS 接触的机会和时间更多，
有助于空间结构的形成，进而提高改性 OSS 膜的抗
拉强度 [9,24] ；但当反应时间达 5 h 时，OSS 已与三偏
磷酸钠充分反应，继续延长时间会使改性逆向进行，
[25]
不利于强化空间结构，所以抗拉强度也随之下降 。
图 2 反应 pH 对改性 OSS 膜抗拉强度的影响 2.1.4 OSS 质量分数对改性 OSS 膜抗拉强度的影响
Fig. 2 Effect of reaction pH on tensile strength of modified
OSS film 在三偏磷酸钠用量为 15%、反应 pH 为 7、反应
时间为 5 h 的条件下，考察了 OSS 质量分数对改性
如图 2 所示，当反应 pH 由 5 增至 7 时，改性 OSS 膜抗拉强度的影响，结果见图 4。
OSS 膜的抗拉强度从 0.73 MPa 提高到 1.52 MPa，当
反应 pH 为 8 时，抗拉强度为 0.76 MPa。这可能是
因为，常规情况下三偏磷酸钠对颗粒淀粉改性是在
碱性条件下通过生成磷酯键来实现的 [21] 。而本文反
应 pH 较低，不利于三偏磷酸钠对淀粉进行改性，
当反应 pH 较低时，OSS 分子上较多的羟基与环境
+
中的 H 形成稳定的氢键 [22] ，随着反应 pH 的增加，
部分羟基逐渐与三偏磷酸钠作用，所以抗拉强度也
逐渐增大；但当反应 pH 为弱碱性时，不仅会使 OSS
中的酯键发生明显的水解，显著降低 OSS 的乳化性

能 [11] ，还会使 OSS 分子的羟基部分解离带负电 [23] ， 图 4 OSS 质量分数对改性 OSS 膜抗拉强度的影响
与三偏磷酸钠的静电排斥力增强，不利于形成氢键 Fig. 4 Effect of mass fraction of OSS on tensile strength of
modified OSS film
以及空间作用，这个现象和颗粒淀粉与三偏磷酸钠

的反应规律有显著不同 [12] ，所以改性 OSS 膜抗拉强 由图 4 可见，当 OSS 质量分数为 10.0%时，改
度骤降。 性 OSS 膜的抗拉强度最大，为 2.11 MPa，随着 OSS
2.1.3 反应时间对改性 OSS 膜抗拉强度的影响 质量分数的提高，抗拉强度逐渐降低。这可能是因
在 OSS 质量分数为 15.0%、三偏磷酸钠用量为 为随着 OSS 质量分数的增加，溶液体系中淀粉的含
15%、反应 pH 为 7 的条件下，考察了反应时间对改 量相对提高，导致水分子对淀粉分子的浸润效果下
性 OSS 膜抗拉强度的影响，结果见图 3。 降，三偏磷酸钠在水中扩散进 OSS 分子间的速度减