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羧甲基羟丙基瓜尔胶的合成及性能

作　者: 姜楠
导　师: 鲁桂林
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 羧甲基羟丙基瓜尔胶 工艺 瓜尔胶
分类号: TQ432
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


瓜尔胶具有独特的分子结构,是目前已知的水溶性较好的天然高分子化合物之一。被广泛的应用于食品、石油、钻井、医药、造纸、印染和建筑涂料等领域。由于其水不溶物含量高,溶胀和溶解速度慢,粘度不易控制等缺点制约了其应用,因此将其改性为羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)。在改性合成过程中,以丙酮代替乙醇(或异丙醇)为反应介质;甲醇钠代替氢氧化钠为催化剂。探讨了工艺条件对产品性能的影响,找出了较佳工艺条件。结果表明,合成较佳工艺条件:环氧丙烷与瓜尔胶质量比为0.2:1,氯乙酸与瓜尔胶质量比为0.4:1,反应时间为160min;丙酮为反应介质,甲醇钠为催化剂条件下,催化剂与瓜尔胶质量比为0.3:1,反应温度为45-50℃;乙醇(或异丙醇)为反应介质,氢氧化钠为催化剂,催化剂与瓜尔胶质量比为0.3:1,反应温度为65-70℃。以丙酮为反应介质,甲醇钠为催化剂合成产品羧甲基取代度为0.48,羟丙基取代度为0.37,0.5%水溶液的粘度为1030mPa·s;乙醇为介质,氢氧化钠为催化剂合成产品的羧甲基取代度为0.43,羟丙基取代度为0.36,0.5%水溶液的粘度为1120mPa·s。异丙醇为介质,氢氧化钠为催化剂合成产品的羧甲基取代度为0.46,羟丙基取代度为0.38,0.5%水溶液的粘度为1070mPa·s。测定了CMHPG溶液的透光率。探讨了pH和NaCl对CMHPG溶液粘度的影响。结果表明:随着取代度变大,CMHPG溶液的透光性增强。羧甲基取代度为0.48,羟丙基取代度为0.37的CMHPG(0.5%)溶液透光率可达到72.62%。pH小于8,CMHPG溶液的粘度随着pH增大迅速变大;当pH大于8,CMHPG溶液的粘度逐渐变小。随着NaCl浓度变大,CMHPG溶液的粘度缓慢变大。并通过红外谱图表征了CMHPG结构。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 瓜尔胶简介  11
  1.2 瓜尔胶的分子结构  11-12
  1.3 瓜尔胶的性能  12-13
    1.3.1 水溶性  12-13
    1.3.2 水溶液的流变特性  13
    1.3.3 稳定性  13
    1.3.4 耐盐性  13
  1.4 瓜尔胶的化学改性  13-15
    1.4.1 官能团衍生  14
    1.4.2 交联改性  14-15
    1.4.3 接枝共聚瓜尔胶  15
    1.4.4 酶法改性  15
  1.5 官能团衍生化瓜尔胶的合成  15-19
    1.5.1 非离子瓜尔胶的合成  15-16
    1.5.2 阳离子瓜尔胶的合成  16-17
    1.5.3 阴离子瓜尔胶的合成  17
    1.5.4 两性离子瓜尔胶的合成  17-18
    1.5.5 羟烷基阳离子瓜尔胶的合成  18
    1.5.6 羟烷基阴离子瓜尔胶的合成  18-19
  1.6 瓜尔胶及改性瓜尔胶的应用  19-20
  1.7 瓜尔胶国内外发展现状及研究意义  20-21
第二章 实验部分  21-30
  2.1 实验试剂及仪器  21-22
    2.1.1 实验试剂  21-22
    2.1.2 实验仪器  22
  2.2 合成原理  22-23
    2.2.1 羧甲基瓜尔胶的合成原理  22
    2.2.2 羟丙基瓜尔胶的合成原理  22-23
    2.2.3 CMHPG 的合成原理  23
  2.3 合成方法  23-24
    2.3.1 羧甲基瓜尔胶的合成方法  23
    2.3.2 羟丙基瓜尔胶的合成方法  23-24
    2.3.3 CMHPG 的合成方法  24
  2.4 取代度的测定原理  24-25
    2.4.1 羧甲基取代度的测定原理  24
    2.4.2 羟丙基取代度的测定原理  24-25
  2.5 实验方法  25-30
    2.5.1 样品的提纯  25
    2.5.2 羧甲基取代度的测定  25
    2.5.3 羟丙基取代度的测定  25-28
    2.5.4 水溶液粘度的测定  28
    2.5.5 水溶液透光率的测定  28
    2.5.6 pH 对CMHPG 水溶液粘度影响的测定  28
    2.5.7 盐度对CMHPG 水溶液粘度影响的测定  28-29
    2.5.8 红外光谱分析  29-30
第三章 结果与讨论  30-70
  3.1 羧甲基瓜尔胶的合成及性能  30-40
    3.1.1 工艺条件对羧甲基瓜尔胶取代度和性能的影响  30-40
    3.1.2 小结  40
  3.2 羟丙基瓜尔胶的合成及性能  40-51
    3.2.1 工艺条件对羟丙基瓜尔胶取代度和性能的影响  40-51
    3.2.2 小结  51
  3.3 CMHPG 的合成及性能  51-66
    3.3.1 工艺条件对CMHPG 取代度和性能的影响  51-65
    3.3.2 小结  65-66
  3.4 CMHPG 性能的测定  66-69
    3.4.1 CMHPG 水溶液透光率的测定  66
    3.4.2 pH 对GMHPG 水溶液粘度的影响  66-67
    3.4.3 盐浓度对GMHPG 水溶液粘度的影响  67-69
  3.5 CMHPG 的红外表征  69-70
第四章 结论  70-71
参考文献  71-74
在学研究成果  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 胶粘剂工业 > 植物胶粘剂
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