低粘度季銨型陽離子淀粉的合成與應(yīng)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(yīng)向淀粉中引入陽離子基團(tuán)而得到的一類應(yīng)用廣泛的淀粉衍生物。目前開發(fā)新型陽離子化試劑、改進(jìn)合成工藝、提高性能、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域等是陽離子淀粉方面的研究熱點(diǎn)，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(yīng)用。 論文首先研究有機(jī)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(xiàn)該制備工藝存在操作復(fù)雜、污染環(huán)境、腐蝕設(shè)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(duì)甜菜堿淀粉酯和低粘度陽離子淀粉進(jìn)行了表征。設(shè)計(jì)電導(dǎo)滴定法測(cè)定低粘度的甜菜堿淀粉酯的取代度是可行的，操作簡(jiǎn)單、快速、用量少。 甜菜堿淀粉酯對(duì)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(shí)現(xiàn)的。取代度為0.330的交聯(lián)甜菜堿淀粉酯濃度為3ppm時(shí)，濁度去除率可達(dá)90.5％，近于傳統(tǒng)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(shí)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(dāng)?shù)驼扯让鸦完栯x子淀粉CHS6(DS=0.70)的濃度分別為30、22.5和17.5g/L時(shí)，活性染料C.I.活性紅2、C.I.活性藍(lán)19和C.I.活性黃145的固色率分別可達(dá)69.4％、73.8％和75.3％，比傳統(tǒng)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(lián)淀粉陽離子化而得到，其適合作為染料廢液的吸附劑，對(duì)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(dá)到平衡，吸附符合假-二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。吉布斯函數(shù)變?yōu)樨?fù)值證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(zhì)點(diǎn)與染料陰離子的靜電引力作用實(shí)現(xiàn)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(duì)C.I.酸性紅1、C.I