新型阳离子淀粉醚的合成及其应用性能研究
淀粉及其衍生物经过阳离子改性后具有更优良的物理和化学特性,在造纸工业、污水处理、石油开采、纺织印染等方面都有了广泛的应用,具有广阔的应用前景。本 文以羟甲基二甲胺盐酸盐(硫酸盐)、氯代氯化胆碱为醚化剂设计合成了新型叔胺型与季铵型阳离子淀粉醚,详细研究了其合成工艺与应用,以期开发出更廉价的阳 离子淀粉,并扩大阳离子淀粉合成与应用范围。 论文根据曼尼希反应原理,首先应用甲醛、二甲胺与盐酸(硫酸)合成醚化剂羟甲基二甲胺盐酸盐(硫酸盐),然后醚化剂与淀粉应用无溶剂法合成了取代度 (DS)为0.79,反应效率(RE)为96.3%的新型叔胺型阳离子淀粉-亚甲基二甲胺盐酸盐淀粉醚；DS为0.84,RE为84%的新型叔胺型阳离子 淀粉-亚甲基二甲胺硫酸盐淀粉醚。应用碳核磁共振波谱(13C-NMR)等检测手段验证了阳离子淀粉结构的正确性。
论文应用氯代氯化胆碱作为醚化剂合成了新型季铵型阳离子淀粉,详细探讨了湿法与干法工艺、碱的使用对制备季铵型阳离子淀粉取代度及反应效率的影响,湿法工 艺分别采用了异丙醇／水、DMSO作为溶剂,氢氧化钠作为催化剂,分别合成出DS最大为0.14与0.23的阳离子淀粉；干法工艺分别采用强碱氢氧化钠、 弱碱碳酸钙作为缚酸剂,其中以碳酸钙作为缚酸剂合成出DS为0.48的季铵型阳离子淀粉,RE最高为80%。借助13C-NMR等检测手段验证结构的正确 性。
论文测定了叔胺型阳离子淀粉(亚甲基二甲胺盐酸盐淀粉醚、亚甲基二甲胺硫酸盐淀粉醚)与新型季铵型阳离子淀粉在不同相对湿度(RH)下吸湿保湿性能。实验 结果表明：随着取代度升高,叔胺型和季铵型阳离子淀粉的吸湿保湿性能都增强,与传统保湿剂吸湿保湿性能进行比较,DS为0.70的盐酸盐叔胺型阳离子淀粉 醚吸湿保湿性能兼具了丙三醇和HA在吸湿保湿方面的优点。阳离子淀粉吸湿动力学研究表明：吸湿行为符合伪二级动力学模型,线性拟合相关系数均达0.999 以上。 论文应用交联亚甲基二甲胺盐酸盐淀粉醚、交联新型季铵型阳离子淀粉进行染料(活性艳红KE-3B)废水絮凝性能研究。研究结果表明：交联新型叔胺型阳离子 淀粉适合的pH值范围为3-5,交联新型季铵型阳离子淀粉可在较宽pH=1-7范围内使用,取代度越高染料絮凝量越大,最佳条件下阳离子淀粉色度去除率均 大于94.8%。醚化剂成本的比较表明：合成每吨新型阳离子淀粉所用醚化剂成本远低于传统季铵型阳离子淀粉。
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