二聚脂肪酸淀粉酯的合成、性能及動力學(xué)的研究.pdf

1、長鏈脂肪酸淀粉酯是變性淀粉的一種重要類型，通過研究發(fā)現(xiàn)其具有特殊的熱塑性、疏水性、乳化性和可生物降解性，它作為石油化工產(chǎn)品的替代品越來越受到重視。 本課題以天然油脂深加工產(chǎn)物-C<,36>二聚脂肪酸和玉米淀粉為主要原料，研究了二聚酰氯與淀粉酯化反應(yīng)的理論問題、二聚酸淀粉酯的合成及作為PVC增塑劑的應(yīng)用問題。研究結(jié)果如下： 首先，為了獲得較高取代度的二聚酸淀粉酯，實(shí)驗(yàn)選用對吡啶為催化劑，反應(yīng)物二聚酰氯/淀粉的質(zhì)量比為15/

2、1.62，催化劑用量為6 mL，反應(yīng)溫度為100～110℃。在以上條件下，反應(yīng)進(jìn)行6 h后，DS和增重率分別達(dá)到2.6和80％以上，反應(yīng)時間的延長有利于DS的增加，但也會使副反應(yīng)增加。經(jīng)熱穩(wěn)定性分析可知：淀粉經(jīng)改性后，熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于原淀粉，在340℃以下基本是穩(wěn)定的，隨著DS的增加，二聚酸淀粉酯的熱穩(wěn)定性也逐漸增加。 其次，對二聚酰氯和淀粉之間的酯化反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了研究。對二聚酸酰氯與淀粉酯化反應(yīng)體系進(jìn)行了分析和簡化，假設(shè)在

3、DMAc/LiCl為溶劑的體系中為該酯化反應(yīng)為均相反應(yīng)，對于淀粉上的羥基和二聚酸酰氯基來說，在酯化反應(yīng)中動力學(xué)上都表現(xiàn)為一級反應(yīng)，提出了一級等活性、一級不等活性和二級等活性模型。經(jīng)線性回歸后發(fā)現(xiàn)：一級等活性模型的相關(guān)系數(shù)在0.95以上，但忽略了處于淀粉葡糖環(huán)上不同部位羥基的反應(yīng)活性之間的差別。對于一級不等活性模型，經(jīng)線性回歸后得出如=1．4434 h～，魄=0．25llh<'-1>，證明了處于不同化學(xué)環(huán)境的伯位、仲位羥基的反應(yīng)活性不同。

4、一級不等活性模型和二級等活性模型的相關(guān)系數(shù)都在0.99以上，前者與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，但是沒有考慮酰氯的濃度對反應(yīng)速率的影響。二級反應(yīng)模型更能夠說明反應(yīng)速率的變化，能夠很準(zhǔn)確的表示該反應(yīng)的動力學(xué)特征，因此能夠廣泛應(yīng)用。 最后，使用二聚酸淀粉酯和聚氯乙烯(PVC)為原料，壓制成片狀材料，并研究了配方對其力學(xué)性能和吸水性的影響。通過實(shí)驗(yàn)，初步確定了在PVC中加入二聚酸淀粉酯(作為增塑劑)后力學(xué)性能和吸水性能的變化。隨著淀粉酯的DS不