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虫胶深加工及应用的基础研究

作　者: 黄喜坚
导　师: 唐辉
学　校: 昆明理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 虫胶漂白漂白虫胶储存稳定性虫胶蜡虫胶色素
分类号: TQ431.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

虫胶具有良好的成膜性并且容易进行结构修饰和改性,是一种性能优良的天然高分子材料。虫胶膜由于具有很好的生物相容性、生物降解性、优良的粘性以及一定的力学性能,因而在众多的领域,尤其是在食品材料领域得到广泛的应用。论文以虫胶片为基础物料,采用多种漂白剂对虫胶片进行漂白反应制得了漂白虫胶,比较了不同漂白剂的漂白效果,探索出溶剂、温度、用量等工艺的最佳条件,创新了一种工艺简单、效率高和稳定性好的溶剂漂白新方法,克服了漂白虫胶的生产工艺——酸碱法存在的缺陷,建立了分光光度法定量表征虫胶漂白度的方法。通过正交实验及单因素实验确定了漂白反应最佳条件为：反应时间2h,T漂白剂用量0.04mol,温度为65℃,硫酸浓度为5%时,漂白倍数B1达到62.22,超过了苏化漂白胶(29.67)。本文采用UV、FTIR、粘度测定等方法研究了T漂白剂漂白虫胶、次氯酸钠漂白虫胶、苏化漂白虫胶和虫胶片的结构和性质。结果表明漂白虫胶(样品2.12)特征粘数是0.07,T漂白剂漂白反应的效果优于现有工艺,且没有改变虫胶的基本结构,储存稳定性好。通过T漂白剂漂白虫胶与苏化漂白虫胶吸光度、粘度稳定性结果的比较,发现漂白胶储存稳定性优于苏化漂白虫胶。应用紫外分光光度法、粘度测定及傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了T漂白剂漂白反应动力学及产物的储存稳定性,结果表明,T漂白剂漂白虫胶片的动力学方程为Rp=0.0219[MA]0.2505[MB]0.1547,反应活化能为10.25kJ/mol,所得漂白虫胶的储存稳定性优于苏化漂白胶,其组成与虫胶片一致。采用溶剂分离法得到的虫胶树脂占颗粒胶的79.6%,虫胶蜡占颗粒胶的6.00%,虫胶红色素占颗粒胶的0.46%,不仅获得了高品质的虫胶蜡和虫胶色素,还提高了虫胶蜡的得率,有望实现原胶的综合利用。FTIR测定结果表明,分离所得虫胶蜡与苏化虫胶蜡的组成基本一致。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-32
  1.1 虫胶的组成  13-15
    1.1.1 虫胶树脂  13-14
    1.1.2 虫胶色素和虫胶蜡  14-15
  1.2 虫胶树脂的物理性质  15-16
    1.2.1 机械性能  15
    1.2.2 热性质  15
    1.2.3 电性能  15
    1.2.4 光性能  15-16
    1.2.5 溶解性  16
  1.3 虫胶树脂的化学性质  16-26
    1.3.1 虫胶的漂白  17-19
    1.3.2 虫胶色素的提取技术  19-21
      1.3.2.1 直接从原胶的水萃取物中提取  19-20
      1.3.2.2 用溶剂溶解虫胶树脂后再分离色素  20
      1.3.2.3 从虫胶的碱溶液中提取  20
      1.3.2.4 从虫尸或灰渣中提取色素  20-21
      1.3.2.5 离子交换树脂回收虫胶色素  21
      1.3.2.6 渗析法回收虫胶  21
    1.3.3 虫胶脱蜡  21-22
    1.3.4 酯化反应  22
      1.3.4.1 烷基酯  22
      1.3.4.2 酸酯  22
    1.3.5 皂化反应  22-23
    1.3.6 接枝共聚  23
    1.3.7 聚合反应  23-24
    1.3.8 与尿素反应  24
    1.3.9 与丙二胺反应  24-25
    1.3.10 形成复合盐的反应  25
    1.3.11 与增塑剂作用  25-26
    1.3.12 与致孔剂作用  26
  1.4 虫胶应用的研究进展  26-30
    1.4.1 用于军事工业  26
    1.4.2 用于木器工业  26-27
    1.4.3 用于钢铁、冶金和机械工业  27
    1.4.4 用于电器工业  27
    1.4.5 用于印刷油墨工业  27-28
    1.4.6 用作医药和食品工业  28-29
    1.4.7 用于塑料工业  29
    1.4.8 虫胶在漆料中的应用  29-30
    1.4.9 虫胶在染料中的应用  30
    1.4.10 其它方面的应用  30
  1.5 本论文研究的目的、意义及内容  30-32
第二章溶剂法漂白虫胶片的研究  32-62
  2.1 前言  32
  2.2 实验部分  32-45
    2.2.1 原料和试剂  32-33
    2.2.2 实验仪器  33-34
    2.2.3 实验方法  34-38
      2.2.3.1 实验路线  34-35
      2.2.3.2 虫胶片的T漂白剂漂白反应  35-36
      2.2.3.3 用正交试验优化虫胶片的T漂白剂漂白反应的条件  36-37
      2.2.3.4 验证实验  37
      2.2.3.5 虫胶片漂白反应的优化  37-38
    2.2.4 T漂白剂漂液有效氯含量的测定  38-39
      2.2.4.1 淀粉指示剂的配制  38
      2.2.4.2 硫代硫酸钠标准溶液  38
      2.2.4.3 硫代硫酸钠标准溶液当量浓度N的计算  38
      2.2.4.4 T漂白剂有效氯含量的测定  38-39
    2.2.5 过氧化氢对漂白反应的影响  39
      2.2.5.1 过氧化氢漂白虫胶片单因素实验  39
      2.2.5.2 过氧化氢漂液含量的测定  39
    2.2.6 次氯酸钠对漂白反应的影响  39-40
      2.2.6.1 次氯酸钠漂白虫胶片的单因素实验  39-40
      2.2.6.2 次氯酸钠漂液有效氯的测定  40
    2.2.7 漂白序列对漂白反应的影响  40-41
      2.2.7.1 T漂白剂与过氧化氢的三段漂白对漂白反应的影响  40-41
      2.2.7.2 次氯酸钠与T漂白剂的二段漂白对漂白反应的影响  41
    2.2.8 沉淀剂对漂白反应的影响  41-42
      2.2.8.1 沉淀剂的配制  41
      2.2.8.2 沉淀剂对漂白反应的影响  41-42
    2.2.9 漂白虫胶性能测定与结构表征  42-45
      2.2.9.1 紫外可见吸收光谱  42
      2.2.9.2 漂白效果的表征  42-45
      2.2.9.3 红外光谱的表征  45
  2.3 结果与讨论  45-62
    2.3.1 漂白虫胶性能的表征  45-48
      2.3.1.1 漂白虫胶的颜色及漂白参数  45-48
    2.3.2 虫胶片的T漂白剂漂白反应的正交试验结果分析  48-50
    2.3.3 T漂白剂漂白虫胶片的验证实验  50-51
    2.3.4 温度对虫胶片漂白效果的影响  51
    2.3.5 溶剂类型对漂白效果的影响  51-52
    2.3.6 混合溶剂配比对漂白效果的影响  52
    2.3.7 T漂白剂对虫胶漂白效果的影响  52-53
    2.3.8 过氧化氢对虫胶漂白效果的影响  53-54
    2.3.9 次氯酸钠漂白虫胶片规律的研究  54-55
    2.3.10 漂白序列对漂白效果的影响  55-57
      2.3.10.1 T漂白剂与过氧化氢的三段漂白对漂白的影响  55-56
      2.3.10.2 次氯酸钠与T漂白剂的二段漂白对虫胶片漂白的影响  56
      2.3.10.3 过氧化氢与T漂白剂的二段漂白对虫胶片漂白的影响  56-57
    2.3.11 沉淀剂对虫胶片漂白的影响  57-59
      2.3.11.1 沉淀剂氯化钙对虫胶片漂白的影响  57-58
      2.3.11.2 沉淀剂硫酸对虫胶片漂白的影响  58
      2.3.11.3 沉淀剂硝酸钙对虫胶漂白的影响  58-59
    2.3.12 烘干、晾干对漂白胶的影响  59
    2.3.13 漂白虫胶的红外光谱(FTTR)分析  59-62
第三章虫胶漂白反应动力学及漂白胶储存稳定性的研究  62-88
  3.1 前言  62
  3.2 实验部分  62-69
    3.2.1 原料及试剂  62
    3.2.2 实验仪器  62-63
    3.2.3 实验方法  63-69
      3.2.3.1 实验路线  63
      3.2.3.2 虫胶片的T漂白剂漂白反应  63
      3.2.3.3 虫胶的T漂白剂漂白反应动力学研究  63-67
      3.2.3.4 红外光谱的表征  67
      3.2.3.5 储存时间对虫胶稳定性的影响  67-69
  3.3 结果与讨论  69-88
    3.3.1 T漂白剂漂白反应的动力学的研究  69-79
      3.3.1.1 反应条件对T漂白剂漂白反应的影响  69-79
    3.3.2 漂白虫胶的红外光谱(FTIR)分析  79-81
    3.3.3 漂白虫胶储存稳定性的研究  81-88
第四章颗粒虫胶溶剂法脱蜡脱色的研究  88-109
  4.1 前言  88
  4.2 实验部分  88-100
    4.2.1 原料及试剂  88-89
    4.2.2 实验仪器  89
    4.2.3 实验方法  89-100
      4.2.3.1 实验路线  89-96
      4.2.3.2 树脂、蜡和色素的分离提取  96-99
      4.2.3.3 主要表征参数  99
      4.2.3.4 紫外可见吸收光谱的测定  99-100
      4.2.3.5 红外光谱的测定  100
  4.3 结果与讨论  100-109
    4.3.1 粒胶中蜡和色素的提取规律的研究  100-102
    4.3.2 虫胶、虫胶蜡和色素吸收光谱的研究  102-104
      4.3.2.1 虫胶的吸收光谱  102-103
      4.3.2.2 虫胶蜡的吸收光谱  103
      4.3.2.3 色素的吸收光谱  103-104
    4.3.3 虫胶、蜡和色素的红外光谱(FTIR)分析  104-109
第五章结论  109-110
  5.1 溶剂法漂白虫胶片的研究  109
  5.2 虫胶漂白反应动力学及漂白胶储存稳定性的研究  109
  5.3 颗粒虫胶溶剂法脱蜡脱色的研究  109-110
致谢  110-111
参考文献  111-117
附录A 攻读硕士研究生期间发表的论文  117-118
附录B 虫胶的紫外可见吸收曲线  118-122
附录C 虫胶片及漂白虫胶FTIR谱图  122-132

虫胶深加工及应用的基础研究

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