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您当前位置:创联食用胶网 » 行业快讯 » 影响交联羧甲基瓜尔胶制备的因素

  • 影响交联羧甲基瓜尔胶制备的因素
  • 来源:爱学术        2019-07-09         2920
【摘要】

天然瓜尔胶不能快速溶胀和水化、溶解速度慢、水不溶物含量高、粘度不易控制等缺点使其应用受到了限制。通过改性尤其是化学改性,能解决天然瓜尔胶理化性能方面的缺点。交联可以改善瓜尔胶的耐盐性以及高温下的稳定性,羧甲基化可以增加瓜尔胶的水溶性。环氧?#32570;?#28919;用量、氯乙酸用量、氢氧化钠用量、反应温度?#28982;?#23545;羧甲基化反应产生影响。

瓜尔胶是从瓜尔豆的胚乳中分离、提取、纯化得到的一种非离子型半乳甘露聚糖胶。天然瓜尔胶分子在自然状态下呈缠绕的网状结构,因而可作为增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘结剂和调理剂等应用于食品加工、石油开采、精细化工、造纸以及纺织领域。然而天然瓜尔胶不能快速溶胀和水化、溶解速度慢、水不溶物含量高、粘度不易控制等缺点使其应用受到了限制。通过改性尤其是化学改性,能解决天然瓜尔胶理化性能方面的缺点。交联可以改善瓜尔胶的耐盐性以及高温下的稳定性,羧甲基化可以增加瓜尔胶的水溶性。

影响交联羧甲基瓜尔胶制备的因素

影响交联羧甲基瓜尔胶制备的因素

环氧?#32570;?#28919;用量对反应的影响

环氧?#32570;?#28919;作为反应的交联剂,其用量的大小对反应及产品的性能有较大的影响。环氧?#32570;?#28919;用量小于0.150g时,随着环氧?#32570;?#28919;用量的增加,产品的沉降积减小(即交联度变大),取代度升高;环氧丙烷用量高于0.150g时,产品的沉降积继续减小(即交联度继续变大),取代度反而快速降低。交联剂环氧?#32570;?#28919;的浓度越大,越有利于交联反应的进行,因而产品的交联度随环氧?#32570;?#28919;用量的增加而增大。一定范围内的交联作用使瓜尔胶分子链相互靠近,增加了其与氯乙酸分子的碰撞几率,从而使产品的取代度升高;但交联度过高,羧甲基化反应的空间位阻增大,阻碍羧甲基化反应的进行,造成产品取代度的降低。由此可以得出环氧?#32570;?#28919;与瓜尔胶反应的最佳质量比为m(瓜尔胶):m(环氧?#32570;?#28919;)=1:0.015。

氯乙酸用量对羧甲基化反应的影响

羧甲基化试剂氯乙酸的用量对产品取代度的大小有直接的影响。产品的取代度在一定范围内随着氯乙酸用量的增加而升高,并于氯乙酸用量为4.0g时达到较大值,此后随氯乙酸用量的增加,产品的取代度逐渐降低。氯乙酸作为羧甲基化反应的反应物,浓度较高时,可以加速羧甲基化反应,促使羧甲基化反应的进行,提高产品的取代度;但当反应体系中氯乙酸浓度超过一定值之后,使体系的酸度增强,不利于羧甲基化反应的进行,若进一步增加氯乙酸用量,就会使产品的取代度降低。由此可以确定氯乙酸与瓜尔胶反应的最佳质量比为m(瓜尔胶):m(氯乙酸)=1:0.4。

氢氧化钠用量对羧甲基化反应的影响

氢氧化钠用量改变时,产品取代度的变化趋勢是?#20154;?#27682;氧化钠用量的增加而升高,在氢氧化钠用量为4.5g时,达最高值;随后氢氧化钠用量继续增加,其值反而降低。在反应中氢氧化钠与瓜尔胶分子中的羟基健合成活化中心,增强瓜尔胶羟基的亲核能力。氢氧化钠用量在一定范围内增加时,生成的活化中心增多,参与反应的氯乙酸量增加,产品的取代度升高;但是氢氧化钠用量超过一定值之后,过量碱的存在会使羧甲基化试剂氯乙酸的水解加剧,同时瓜尔胶的糊化温度降低,在其表面形成胶化层,阻止氯乙酸渗透到瓜尔胶分子链间,反而使产品取代度降低。由此可以得出,氢氧化钠与瓜尔胶反应的最佳质量比为m(瓜尔胶):m(盒氧化钠)=1:0.45。

反应温度对羧甲基化反应的影响

反应温度在45-65℃范围内,50℃之前,产品的取代度随温度的升高快速上升;50℃时,产品取代度达到最高0.340,此后随温度的升高产品的取代度降低。反应温度升高,产品的取代度呈上升趋势,其原因主要是反应温度的升高有利于瓜尔胶的膨胀,增大了反应分子的活性,提高了分子的平均能量,使氯乙酸和氢氧化钠能更容易地渗透到瓜尔胶分子链间,增加了反应物分子间的碰?#19981;?#20250;,因而产品的取代度呈上升趋势但温度过高会引起氯乙酸和瓜尔胶的分解,同时?#19981;?#20351;瓜尔胶的自身糊化现象?#29616;兀?#21453;应体系中出现结块现象,阻碍羧甲基化反应的进程,使得产品取代度降低。根据以上分析可以确定,羧甲基化反应的最?#30416;?#24230;为50℃。


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