環(huán)己烷輔助超臨界CO2制備辛烯基琥珀酸淀粉酯研究.pdf

1、超臨界CO2是一種綠色化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)工程中應(yīng)用十分廣泛。本文以木薯淀粉與辛烯基琥珀酸酐(OSA)為原料，在強(qiáng)堿的催化作用下，采用超臨界CO2技術(shù)制備辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯，優(yōu)化淀粉酯制備工藝，尋找最佳助劑輔助超臨界CO2溶解OSA，提高酯化反應(yīng)產(chǎn)品取代度及反應(yīng)效率，并對(duì)酯化后淀粉進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及性質(zhì)分析，同時(shí)，探究超臨界淀粉酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，考察淀粉酯化反應(yīng)速率和活化能，揭示反應(yīng)體系中超臨界淀粉酯化反應(yīng)與OSA水解副反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

2、
　　采用多種助劑分別輔助超臨界CO2制備辛烯基琥珀酸淀粉酯(OSAS)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:環(huán)己烷為最佳助劑，有助于改善超臨界CO2對(duì)酯化劑的溶解性能，酯化反應(yīng)效率約為無(wú)助劑時(shí)的3.0倍;最佳工藝條件:環(huán)己烷用量1.5％、堿用量0.6％、反應(yīng)溫度90℃、壓力12 MPa、時(shí)間3h，當(dāng)酯化劑用量2％時(shí)，產(chǎn)品反應(yīng)效率高達(dá)83％以上;當(dāng)酯化劑用量為4％時(shí)，產(chǎn)品取代度為0.0191和反應(yīng)效率可達(dá)61％。以上結(jié)果說(shuō)明，環(huán)己烷輔助超臨界CO2提高

3、了超臨界淀粉酯化反應(yīng)效率，改善了酯化反應(yīng)條件。
　　采用FTIR、NMR、SEM和XRD等分析手段進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表征，并考察淀粉酯化產(chǎn)品的糊化性質(zhì)。FTIR與NMR分析說(shuō)明淀粉分子中引入了酯化基團(tuán)，SEM和XRD分析表明產(chǎn)品依然保持淀粉顆粒特征和A型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但顆粒表面遭到局部破壞，結(jié)晶度降低。產(chǎn)品性質(zhì)分析結(jié)果表明在超臨界CO2介質(zhì)中制備的酯化產(chǎn)品的透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性及乳化性等性質(zhì)與原淀粉比較有所改善，布拉班德粘度增大。

4、r>　　在已研究的動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，探究超臨界CO2介質(zhì)中制備辛烯基琥珀酸淀粉酯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，實(shí)驗(yàn)選擇在12MPa壓力狀態(tài)下驗(yàn)證超臨界淀粉酯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，此模型為:
　　酯化反應(yīng):r1=6.513×108 e-65609/RT CAGU·COSA
　　酸酐水解反應(yīng):r2=2.259×1010 e-77133/RT CH2O·COSA
　　動(dòng)力學(xué)模型分析，結(jié)果說(shuō)明溫度是影響淀粉酯化選擇性的主要因素，升高反應(yīng)溫度，更有利于