低粘度季銨型陽離子淀粉的合成與應用研究.pdf

1、陽離子淀粉是通過醚化、酯化或接枝共聚等反應向淀粉中引入陽離子基團而得到的一類應用廣泛的淀粉衍生物。目前開發(fā)新型陽離子化試劑、改進合成工藝、提高性能、擴大應用領域等是陽離子淀粉方面的研究熱點，由于季銨型陽離子淀粉無論在酸性、堿性還是中性條件下都呈陽離子狀態(tài)，性能優(yōu)越，因此目前主要集中于季銨型陽離子淀粉的研發(fā)上。本文研究了酯化和醚化型兩種季銨陽離子淀粉的制備與應用。 論文首先研究有機溶劑法制備酯化型陽離子淀粉—甜菜堿淀粉酯的適宜條件

2、，發(fā)現該制備工藝存在操作復雜、污染環(huán)境、腐蝕設備等問題，因此，建立了以雙氰胺為脫水劑的環(huán)境友好干法工藝。采用干法工藝制備了兩種醚化型陽離子淀粉(淀粉-2-羥丙基三甲基氯化銨)—低粘度陽離子淀粉及非水溶陽離子淀粉。通過紅外光譜、核磁共振、X-光衍射和掃描電鏡等對甜菜堿淀粉酯和低粘度陽離子淀粉進行了表征。設計電導滴定法測定低粘度的甜菜堿淀粉酯的取代度是可行的，操作簡單、快速、用量少。 甜菜堿淀粉酯對高嶺土的絮凝效果隨著取代度的增大而

3、提高，隨著分子量的增大而提高，表明絮凝作用主要是通過電荷中和與架橋作用來實現的。取代度為0.330的交聯甜菜堿淀粉酯濃度為3ppm時，濁度去除率可達90.5％，近于傳統醚化型陽離子淀粉的去除率。甜菜堿淀粉酯的絮凝效果隨著懸濁液鹽含量的增大而變差，pH值在5-7時絮凝效果較好。 低粘度陽離子淀粉通過酸解淀粉陽離子化而制得，其適于無鹽染色。染料固色率隨著低粘度醚化型陽離子淀粉取代度的提高而增大，勻染性隨著醚化型陽離子淀粉粘度的降低而

4、提高。當低粘度醚化型陽離子淀粉CHS6(DS=0.70)的濃度分別為30、22.5和17.5g/L時，活性染料C.I.活性紅2、C.I.活性藍19和C.I.活性黃145的固色率分別可達69.4％、73.8％和75.3％，比傳統有鹽竭染的固色率分別提高20.3％、0.9％和18.4％，而且勻染性良好，染料耐洗牢度優(yōu)異。 非水溶陽離子淀粉ICS通過交聯淀粉陽離子化而得到，其適合作為染料廢液的吸附劑，對C.I.酸性紅1、C.I.酸性黃

5、4、C.I.酸性黃17和C.I.酸性橙7四支染料的吸附速度快，15min都可達到平衡，吸附符合假-二級動力學模型。吉布斯函數變?yōu)樨撝底C明了吸附行為是自發(fā)的。吸附平衡遵循Langmuir等溫吸附模型，吸附量隨著ICS取代度的提高而增大，證明吸附是單分子層吸附，而且吸附主要是通過ICS表面陽離子活性質點與染料陰離子的靜電引力作用實現的離子交換吸附。由Langmuir等溫吸附模型得出非水溶陽離子淀粉(DS=0.65)對C.I.酸性紅1、C.I