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淀粉基表面活性剂烷基糖苷的研究

作　者: 袁浩
导　师: 章平；陈天祥
学　校: 贵州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 烷基糖苷马铃薯/玉米淀粉表面活性剂合成
分类号: TQ423.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

烷基糖苷(简称APG)是一种新型世界级非离子表面活性剂。烷基糖苷不仅表面张力低，泡沫丰富细腻而稳定，去污优良，而且配伍性能极佳，在电解质浓度很高的条件下，其溶解度仍很高。此外，该表面活性剂还具有对皮肤和眼睛无刺激，相容性好，产品相对来说无毒，生物降解性好等优点。烷基糖苷用途广泛，可以应用于洗涤剂、化妆品、食品、医药、农药等领域。目前国内外对烷基糖苷的的开发和研究多是以葡萄糖和脂肪醇为原料。本文采用转糖苷化法，以马铃薯／玉米淀粉代替葡萄糖为原料，在复合催化剂对甲苯磺酸／吡啶的作用下，与乙二醇、十二醇作用进行合成淀粉基APG。考察了催化剂用量、醇用量、反应温度、醇交换阶段的反应压力和反应时间等因素对合成淀粉基APG的影响，得到了较佳的合成工艺。马铃薯淀粉基APG的较佳合成工艺为：反应温度为115℃，n(马铃薯淀粉糖单元)：n(乙二醇)：n(十二醇)：n(催化剂)=1：5：3：0.012，转糖苷阶段反应时间为3h。马铃薯淀粉基APG得率为122.53％；玉米淀粉基APG的较佳合成工艺为：反应温度120℃，n(玉米淀粉糖单元)：n(乙二醇)：n(十二醇)：n(催化剂)=1：5：3：0.014，玉米淀粉基APG得率为130.53％。最后对产品进行红外检测和性能测试，通过对产品进行红外光谱结构分析可发现糖苷类物质所具有的特征峰，表明以淀粉为原料合成烷基糖苷是可行的；通过对产品表面张力、泡沫性能、乳化能力和配伍性进行测试，表明产品马铃薯／玉米淀粉基APG是一种性能优良的表面活性剂。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章绪论  9-24
  1.1 由碳水化合物开发的表面活性剂  9-10
  1.2 新型表面活性剂—烷基糖苷  10-17
    1.2.1 烷基糖苷的性质  10-13
      1.2.1.1 泡沫性能  11-12
      1.2.1.2 生物降解性及生态毒性  12
      1.2.1.3 去污能力  12
      1.2.1.4 配伍性  12-13
      1.2.1.5 抗菌性  13
      1.2.1.6 增黏性  13
    1.2.2 烷基糖苷的应用  13-16
      1.2.2.1 洗涤剂和化妆品  13-14
      1.2.2.2 生化领域  14
      1.2.2.3 食品乳化剂  14
      1.2.2.4 塑料、建材助剂  14
      1.2.2.5 农药增效剂  14-15
      1.2.2.6 纤维、织物助剂  15
      1.2.2.7 水性涂料颜色的分散剂  15
      1.2.2.8 在造纸工业中的应用  15-16
      1.2.2.9 在石油工业中的应用  16
      1.2.2.10 在医药中的应用  16
    1.2.3 烷基糖苷的发展前景  16-17
  1.3 国内外研究概况  17-19
    1.3.1 国外研究综述  17-18
    1.3.2 国内研究综述  18-19
  1.4 烷基糖苷合成工艺方法  19-21
    1.4.1 Fischer法  19
    1.4.2 Koenigs-Knorr反应  19
    1.4.3 直接糖苷化法  19-20
    1.4.4 转糖苷化法  20
    1.4.5 酶催化法  20-21
    1.4.6 原酯化法  21
    1.4.7 糖的缩酮物的醇解  21
  1.5 本论文研究的意义  21-22
  1.6 本论文研究的主要内容  22
  1.7 本论文采用的合成工艺路线  22-24
第二章淀粉基APG合成反应原理及制备工艺  24-30
  2.1 淀粉基APG合成反应原理  24-25
  2.2 淀粉基APG制备工艺  25-30
    2.2.1 淀粉原料选择  25-26
    2.2.2 催化剂选择  26-27
    2.2.3 游离醇脱除方法选择  27-28
    2.2.4 脱色工艺的选择  28-30
第三章实验部分  30-33
  3.1 主要实验药品及仪器  30
    3.1.1 试剂和药品  30
    3.1.2 仪器  30
  3.2 合成实验部分  30-31
    3.2.1 淀粉基乙二醇糖苷的合成  30
    3.2.4 淀粉基APG的合成  30-31
    3.2.5 蒸馏脱醇  31
    3.2.6 氧化脱色  31
  3.3 检测与性能测试  31-33
    3.3.1 残醇含量的分析  31-32
    3.3.2 红外光谱定性检测  32
    3.3.3 表面张力的测试  32
    3.3.4 泡沫性能的测试  32
    3.3.5 乳化能力的测试  32
    3.3.6 糖苷得率的计算  32-33
第四章马铃薯淀粉基APG的结果与讨论  33-44
  4.1 反应因素的影响  33-39
    4.1.1 催化剂种类的影响  33
    4.1.2 催化剂用量的影响  33-35
      4.1.2.1 催化剂用量对乙二醇糖苷得率的影响  33-34
      4.1.2.2 催化剂用量对乙二醇糖苷生成速率的影响  34-35
      4.1.2.3 催化剂用量对马铃薯淀粉基APG得率的影响  35
    4.1.3 反应温度的影响  35-37
      4.1.3.1 反应温度对乙二醇糖苷得率的影响  35-36
      4.1.3.2 反应温度对乙二醇糖苷生成速率的影响  36
      4.1.3.3 反应温度对马铃薯淀粉基APG得率的影响  36-37
    4.1.4 醇糖比的影响  37-38
      4.1.4.1 乙二醇用量对马铃薯淀粉基APG得率的影响  37-38
      4.1.4.2 十二醇用量对马铃薯淀粉基APG得率的影响  38
    4.1.5 反应时间的影响  38-39
    4.1.6 中和试剂的影响  39
  4.2 正交设计  39-41
    4.2.1 正交实验及其结果  39-41
  4.3 游离醇的脱除  41-42
    4.3.1 温度及真空度的影响  41
    4.3.2 搅拌速度的影响  41
    4.3.3 蒸馏方法的影响  41-42
    4.3.4 携带剂丙三醇加入量的影响  42
  4.4 氧化脱色  42-43
    4.4.1 温度的影响  42
    4.4.2 双氧水用量的影响  42-43
    4.4.3 脱色时间的影响  43
  4.5 小结  43-44
第五章玉米淀粉基APG的结果与讨论  44-47
  5.1 催化剂用量的影响  44
    5.1.1 催化剂用量对乙二醇糖苷生成速率的影响  44
    5.1.2 催化剂用量对玉米淀粉基APG得率的影响  44
  5.2 反应温度的影响  44-45
    5.2.1 反应温度对乙二醇糖苷生成速率的影响  45
    5.2.2 反应温度对玉米淀粉基APG得率的影响  45
  5.3 醇糖比的影响  45-46
    5.3.1 乙二醇用量对玉米淀粉基APG得率的影响  45-46
    5.3.2 十二醇用量对玉米淀粉基APG得率的影响  46
  5.4 小结  46-47
第六章检测与性能测试结果  47-51
  6.1 产品技术指标  47
  6.2 产品APG红外光谱结构分析  47-48
  6.3 产品APG的表面张力  48
  6.4 产品APG的HLB值  48-49
  6.5 产品APG的乳化能力  49
  6.6 产品APG的泡沫性能  49-50
  6.7 产品APG的复配性能  50
  6.8 小结  50-51
第七章结论  51-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
附录  57-58

淀粉基表面活性剂烷基糖苷的研究

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