相轉(zhuǎn)移催化合成羧甲基-羥乙基淀粉及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、羥乙基淀粉(HES)是一種半合成的水溶性多糖，其突出特點(diǎn)是醚鍵的穩(wěn)定性高，受電解質(zhì)和pH的影響小，能在較寬的pH條件下使用，因此被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，但是它的穩(wěn)定性差、易分層、透明性不高，并且合成時(shí)間較長(zhǎng)。羧甲基淀粉(CMS)也是一種重要的淀粉衍生物，具有優(yōu)良的水溶、粘結(jié)、膨脹和分散功能，但是它受電解質(zhì)和pH的影響較大。因此，本課題擬通過(guò)對(duì)羥乙基淀粉二次改性得到性質(zhì)優(yōu)良的羧甲基-羥乙基復(fù)合變性淀粉，使兩種淀粉的優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)。
　　

2、采用甲醇溶劑法工藝，將原料玉米淀粉在堿性條件下與2-氯乙醇反應(yīng)生成HES；并在羥乙基化反應(yīng)結(jié)束后，在該混合體系中補(bǔ)充溶劑甲醇，添加醚化劑氯乙酸，使之在堿性條件下反應(yīng)生成羧甲基-羥乙基多元復(fù)合變性淀粉。為了縮短羥乙基化的反應(yīng)時(shí)間，引入相轉(zhuǎn)移催化劑(PTC)，并從兩種典型的相轉(zhuǎn)移催化劑體系--季銨鹽和聚乙二醇中選出催化活性最佳的催化劑。以羥乙基取代度(MS)為指標(biāo)，以四正丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四乙基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨四種季銨鹽

3、和分子量分別為200、400、600、800和1000的聚乙二醇為催化劑分別合成羥乙基淀粉，比較這幾種季銨鹽和聚乙二醇的催化活性。結(jié)果表明，在此反應(yīng)中，季銨鹽的催化活性較聚乙二醇高，其中四正丁基溴化銨(TBAB)是最佳PTC。
　　 在工藝優(yōu)化過(guò)程中，以羥乙基化水用量、催化劑用量、2-氯乙醇用量、反應(yīng)時(shí)間以及羧甲基化NaOH用量、氯乙酸用量等六個(gè)因素為變量，以羧甲基取代度(DS)和羥乙基摩爾取代度(MS)為試驗(yàn)指標(biāo)，建立L25(

4、56)正交試驗(yàn)，得出最佳工藝條件為:淀粉:催化劑:2-氯乙醇:NaOH:氯乙酸=25:0.75:10.0:8.0:10.5(W/W)，羥乙基化反應(yīng)時(shí)間為6h，每100克淀粉中加水36ml。根據(jù)最佳工藝條件制得的羥乙基-羧甲基淀粉DS=0.3502，MS=0.2419。
　　 此外，初步探討了羥乙基化催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明對(duì)反應(yīng)物2-氯乙醇TBAB催化合成羥乙基淀粉反應(yīng)表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)最佳溫度是45℃，反應(yīng)活化能為372.0