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高取代度阳离子淀粉的制备与应用研究

具本植  
【摘要】: 本文研究了高取代度阳离子淀粉制备中反应物、反应试剂、催化剂及工 艺条件,并对其应用性能进行了考察。用新的碱催化剂BZ-1、以环氧丙基 三甲铵氯化物为阳离子化试剂,利用改进的工艺制备了取代度为0.1~0.99 的高取代度阳离子淀粉,并通过详细考察碱催化剂BZ-1用量、反应时间、 反应温度、反应介质种类和用量等影响反应效率和取代度的因素,优化了工 艺条件。本工艺可在~80%高固含量条件下进行阳离子化反应,因此,可节 省空间和提高生产能力。由于少量溶剂分子的介入,最大限度抑制了副反应, 提高了反应效率,同时减少了加热反应所需的能耗。本工艺无须捏合机等特 殊混合设备,利用简单的搅拌混合设备即可,而且加热反应期间不用搅拌即 可以得到高取代度、性能良好的阳离子淀粉。优化工艺结果表明,制备0.1~ 0.56取代度阳离子淀粉的反应效率达到96.3~87.5%,制备0.56~0.989取 代度阳离子淀粉的反应效率也达到87.5~76.1%。在~80%高固含量条件下, 0.56~0.989取代度阳离子淀粉的制备尚未见有文献报道。 本文用同样方法制备了取代度为0.1~0.95的交联阳离子淀粉。制备 0.51~0.95交联阳离子淀粉的反应效率达到85~79.3%。在~80%高固含量 条件下,0.51~0.95取代度交联阳离子淀粉的干法制备尚未见有文献报道。 本文对粘度与取代度及反应条件的关系进行详细考察,并制备了高粘度 高取代度阳离子淀粉。结果表明,阳离子淀粉的粘度与反应温度、反应时间、 碱催化剂的用量、反应体系含水量密切相关。 本文用制得的阳离子淀粉进行了无盐染色实验,染色效果与阳离子淀粉 的取代度及浓度有关。活性染料在无盐的条件下轧染阳离子淀粉处理的棉纤 维,比用传统方法染色得到更高的吸附量和反应率。用该法染色的棉布具有 良好的耐水洗、磨擦和日晒牢度,水洗牢度均在4级以上,日晒牢度均在3 级以上,摩擦牢度也均在4级以上。阳离子淀粉在无盐染色中的应用为国内 外首创,尚未见有文献报道。这一结果为活性染料无盐染色尽早工业化提供 了基础实验数据。 本文制得的DS=0.3~0.9交联高取代度阳离子淀粉可用于染色废水处 .11.大连理工大学博士学位论文 一 理。研究结果表明:交联阳离子淀粉可在较宽的pH。1~8范围内使用,pH 值越低脱色效果越好;脱色效果与交联阳离子淀粉的取代度有关,取代度越 高脱色效果越好;交联高取代度阳离子淀粉对阴离子染料有较大吸附量,, DS=0.95的CCS对酸性红G、活性红X-3B. 直接冻黄G染料的吸附量达到 1.38mg/mg、1.55mg/mg、1.80mg/mgo 本文用高取代度阳离子淀粉进行了其絮凝性能研究,实验结果表明: DS=0.5~0.9阳离子淀粉絮凝剂可在较宽的 pH=5.1~11.7范围内应用, DS=0.145~0.5阳离子淀粉絮凝剂可在pH-5.l~9.6范围内应用,取代度越 高,应用范围越宽。其絮凝性能与取代度有关,取代度越高絮凝效果越好, 而投药量随取代度的提高而减少。对2%硅藻上悬浮液的絮凝实验结果表明, DS。0刀、0.7、0.5、0.28、0.145的阳离子淀粉絮凝剂絮凝一吨硅藻上所需量 分别为;0.SKg、0*SKg、0.75Kg、!Kg、1.SKg。


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