瓜爾膠是一種自然高成員,其次要因素為半乳 甘露聚糖。因?yàn)槠涮貏e的成員構(gòu)造:多羥基和高支 化構(gòu)造(支鏈半乳糖和主鏈甘露糖對(duì)比為1:2),使 得瓜爾膠存正在優(yōu)良水溶性,即便正在冷水中也能失去 高黏度水濾液。因而,他作為增稠劑和穩(wěn)固劑使用 正在多種畛域,如藥品加工、酒精壓裂、陶瓷輕工業(yè)、建造 輕工業(yè)等[1]。為賦予瓜爾膠更好的運(yùn)用功能,一般對(duì)于 瓜爾膠停止改性。正離子瓜爾膠就是經(jīng)過化學(xué)反響 對(duì)于瓜爾膠停止化學(xué)改性,使瓜爾膠成員中帶有陽電 荷。那樣沒有只可以增多其正在水濾液中的疏散性,還 能與陰電性精神作用,好轉(zhuǎn)名義本質(zhì)[2 _6]。
眼前正離子瓜爾膠罕用的分解辦法為無機(jī)溶劑 法[74]:以少量的酒精、丙醇或者異甲醇等無機(jī)溶劑作 為反響媒人,運(yùn)用正離子醚化劑對(duì)于瓜爾膠原粉停止 Williamson醚化反響。分解辦法頂用到的瓜爾膠原 粉需求經(jīng)過瓜爾膠胚乳片經(jīng)粉碎后失去,因而,整個(gè) 分解工藝要通過2步實(shí)現(xiàn)。作者提出一種全新的合 成辦法,間接以瓜爾膠胚乳片作為初始原料藥,運(yùn)用陽 離子醚化劑對(duì)于其停止Williamson醚化反響,失掉陽 離子瓜爾膠。該辦法的次要長(zhǎng)處是將瓜爾膠原粉的 消費(fèi)與瓜爾膠的化學(xué)改性合二為一,極大地簡(jiǎn)化工 藝流水線;以水媒人接替無機(jī)溶劑媒人,縮小了化學(xué)試 劑的消耗,升高消費(fèi)利潤的同聲,進(jìn)步了消費(fèi)進(jìn)程中 的保險(xiǎn)性。
瓜爾膠胚乳片100 g置于試制候溫反響釜內(nèi), 加人氫氧化鈉濾液,攪和10 min,使得瓜爾膠胚乳片 充足溶漲,并加人定然量的3-氯-2-羥丙基三甲基 硝酸銨,維持反響釜量度為40 —— 601,并充足攪和, 反響60 min,而后加人定然量磷酸濾液停止中和,最 后運(yùn)用錘式粉碎機(jī)停止粉碎。
因?yàn)榉错懺纤幨禽^厚且柔軟的瓜爾膠胚乳片, 因?yàn)樾枨鬅岬腘aOH水濾液,沒有只起到活化羥基的 作用,并且起到硬化胚乳片的作用。正在反響中,沒有使 用無機(jī)溶劑,獨(dú)一的介質(zhì)是水。各族反招考劑以水 濾液的形態(tài)與胚乳片作用,應(yīng)用胚乳片的吸醫(yī)道將 反招考劑帶人到胚乳片外部停止反響。水的具有會(huì) 對(duì)于Williamson醚化反響(雙成員親核取代反響)產(chǎn) 生有利的反應(yīng)[11]。但從圖2來看,取代反響可以較 好實(shí)現(xiàn)。
堿的用量、正離子醚化劑用量、酸的用量、反響 量度、反響工夫等都會(huì)反應(yīng)季銨鹽瓜爾膠的反響程 度(經(jīng)過取代度來權(quán)衡),并且各要素間具有著 彼此作用。正在那里經(jīng)過一組正交實(shí)驗(yàn)來鉆研該署因 素及其彼此作用對(duì)于反響水平的反應(yīng)。
經(jīng)過極差綜合,失去對(duì)于取代度的反應(yīng)次第為: A>B>D>C,標(biāo)明了堿量和正離子醚化劑用量對(duì)于 反響水平反應(yīng)較大。發(fā)覺正在試驗(yàn)范疇內(nèi)最優(yōu)環(huán)境為 A3、B2、C2、D3,即胚乳片品質(zhì)為100 g,NaOH品質(zhì) 為12 g,3-氯-2-羥丙基三甲基氯化品質(zhì)為50 g,反 應(yīng)量度為45 ——50t和反響工夫?yàn)?0 min,正在該環(huán)境 下能夠失去取代度>0.08的季銨鹽瓜爾膠。上面 以正交實(shí)驗(yàn)失去最優(yōu)環(huán)境為根底,辨別改觀堿量、陽 離子醚化劑用量,調(diào)查其對(duì)于取代度的反應(yīng)。
隨著NaOH的增多,取代度顯然增 大。這是由于,NaOH的具有使得瓜爾膠成員上的 羥基轉(zhuǎn)化成燒氧負(fù)離子,加強(qiáng)瓜爾膠羥基的親核取 代威力。同聲,NaOH的增多,使活性核心的數(shù)目增 加,能夠明顯進(jìn)步產(chǎn)物的取代度。
正離子醚化劑用量對(duì)于正離子瓜爾膠取代度的影 響如圖5所示。由圖5可知,隨著3-氯-2-羥丙基 三甲基硝酸銨用量的增多,取代度先增多,正在 m(CTG)/m (胚片)為0.5時(shí)到達(dá)最大值,而后降 低。注明反響物深淺的增多,取代度增多,當(dāng)反響物 深淺增多到定然值后,反響趨向失調(diào),取代度沒有再繼 續(xù)增多。
反響量度對(duì)于正離子瓜爾膠取代度的反應(yīng) 本反響歸于放熱反響,因而反響的量度沒有宜太 高[1°]。反響量度對(duì)于正離子瓜爾膠取代度的反應(yīng)如 表3所示。由表3能夠看出,反響量度到達(dá)45T后,產(chǎn)物取代度就能夠到達(dá)〇。 08之上,正在45 —— 55尤 之間取代度到達(dá)最大值,隨即略有升高。但總體來 說45?65T之間,取代度變遷沒有大,這相符量度對(duì)于 產(chǎn)物取代度的反應(yīng)較小的正交實(shí)驗(yàn)后果。
反響工夫?qū)τ谡x子瓜爾肢取代度的反應(yīng) 反響工夫?qū)τ谡x子瓜爾膠取代度的反應(yīng)如表4 所示。由表4能夠看出,隨著反響工夫的延伸,取代 度增多,正在60 min時(shí)到達(dá)最大;工夫接續(xù)延伸,取代 度沒有再增多,相反略有升高。這是由于正在運(yùn)用3- 氯-2-輕丙基三甲基硝酸銨醚化劑時(shí),氮原子團(tuán)的3個(gè) 取代基為甲基時(shí),加熱反響工夫過長(zhǎng)會(huì)招致三甲胺 被游分開釋進(jìn)去,會(huì)招致正離子基團(tuán)零落。因而,控 制反響工夫正在60 min就能夠到達(dá)AS正在0. 08之上 的季銨鹽瓜爾膠。比照原粉的正離子改性反響(反 應(yīng)工夫約正在3 ——5 h),而本反響所需的工夫但是其 1/3或者更短。這注明瓜爾膠胚片和瓜爾膠原粉相 比,正離子醚化劑更簡(jiǎn)單進(jìn)人胚片外部與半乳甘露 聚糖成員反響。
瓜爾膠胚乳片能夠接替瓜爾膠原粉間接與陽離 子醚化劑作用,以水作為反響媒人停止醚化反響。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)肯定反響的最優(yōu)環(huán)境為胚乳片為100 g, NaOH為12 g,3-氯-2-羥丙基三甲基硝酸銨為 5〇 g,反響量度為45 ——50^和反響工夫?yàn)?0 min,正在 該環(huán)境下能夠失去取代度>〇。 〇8的季銨鹽瓜爾膠。