醚化交联淀粉变温合成及其碘复合物吸收光谱分析

以木薯淀粉为原料,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,采用变温交联法制备醚化交联淀粉.对淀粉交联反应机理进行了分析.通过正交实验探讨了交联剂用量、pH、反应温度、反应时间对交联淀粉沉降积的影响,确定了制备高交联淀粉的最佳工艺条件为:pH11,ECH用量为0_3%(w/w),先在35℃下反应3h,然后升温至50℃反应0.5h.应用淀粉-碘复合物吸收光谱对不同交联度淀粉的结构进行表征,结果表明:交联反应改变了直链淀粉构象,影响了碘分子进入其内部,相应的络合碘分子数目减少,颜色变浅,吸光值减小,最大吸收波长向较短波长方向移动.     

辛烯基琥珀酸交联淀粉酯合成工艺研究

以木薯淀粉为原料,用环氧氯丙烷作交联剂,辛烯基琥珀酸酐作酯化剂,采用湿法工艺合成辛烯基琥珀酸交联淀粉酯.探讨了淀粉乳浓度、反应温度、反应时间、pH和沉降积对辛烯基琥珀酸交联淀粉酯取代度的影响,确定制备辛烯基琥珀酸交联淀粉酯的最佳工艺参数为:淀粉乳浓度35%,酯化pH 8.0,酯化温度35℃,酯化时间3 h.交联淀粉的沉降积对酯化取代度影响较小,在生产中可根据最终产品的用途选用合适沉降积的交联淀粉进行酯化复合变性.复合变性淀粉符合食品行业标准,可以在食品工业中应用.扫描电镜对其结构进行观察显示淀粉中受侵蚀颗粒增多,颗粒表面的小凹痕数量增加.     

机械活化木薯淀粉丙烯酰胺共聚物结构表征及反应机理

以机械活化30min木薯淀粉(C30-St)和丙烯酰胺(AM)为主要原料,采用反相乳液法合成C30-St与AM接枝共聚物(C30-St-g-PAM),并通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射、热分析等手段对接枝共聚物进行结构分析和聚合机理探讨。实验结果显示,AM成功接枝于C30-St上;C30-St-g-PAM具有网状多孔洞结构,共聚反应在淀粉的无定型区和结晶区同时发生,反应不属于表面控制模型;共聚反应改变了原淀粉的聚集状态,接枝产物基本上为无定型的聚集态结构;热稳定性比原淀粉接枝共聚物(C-St-g-PAM)增强;C30-St-g-PAM的粒度一般在15μm～30μm。     

淀粉预处理对反相乳液法合成高吸水树脂的影响

分别以热糊化(HGL)和机械活化(MAC)木薯淀粉(st)为母体,丙烯酸(AA)为反应单体,通过反相乳液聚合制备淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂。考察了AA/st质量比、引发剂(APS)用量、交联剂(MBIS)用量对淀粉基高吸水树脂吸液能力的影响,并利用红外光谱仪对产品结构进行表征。结果表明,AA单体成功接枝于st上,AA/st质量比、APS用量和MBIS用量是影响树脂吸液能力的主要因素。机械活化淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂(MAC-st//AA)与热糊化淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂(HGL-st/AA)相比,APS用量和MBIS用量大大降低,最大吸去离子水倍率增加194.51 g/g,提高了43.14%,最大吸生理盐水倍率增加16.88g/g,提高了27.1%。由此表明,机械活化预处理技术较热糊化预处理技术对反相乳液法制备淀粉基高吸水树脂可以降低原料用量,减少成本。     

环己烷辅助超临界CO2流体制备淀粉酯

利用环己烷等助剂辅助超临界CO₂流体制备辛烯基琥珀酸淀粉酯,研究助剂辅助效果,优化超临界酯化反应条件,并采用NMR、SEM和XRD等进行结构表征。结果表明：环己烷有助于改善超临界CO₂对酯化剂的溶解性能,酯化反应效率约为无助剂时的3.0倍;反应温度、压力、时间及酯化剂用量等对反应也有重要影响,当温度90℃、压力12 MPa、酯化剂用量2%、时间3 h时,反应效率高达83%以上;酯化剂用量为4%时,取代度为0.0191,反应效率可达61%。结构表征发现淀粉分子中引入了酯化基团,产品依然保持淀粉颗粒特征和A型结晶结构,但颗粒表面遭到局部破坏,结晶度降低。以上结果说明,环己烷提高了超临界淀粉酯化反应效率,改善了酯化反应条件。     

机械活化淀粉反相乳液五元体系的接枝共聚反应动力学

以机械活化淀粉为接枝母体,研究了在机械活化淀粉/单体(AM)/乳化剂/油/水五元反相乳液体系中引发机械活化淀粉接枝丙烯酰胺共聚反应的动力学。分别考察了引发剂浓度、单体浓度、淀粉乳浓度和乳化剂浓度等对接枝量和接枝共聚速率(R g)的影响。结果表明,在本实验考察范围内的动力学关系式为R g∞[mSt]1.24[I]0.76[M]1.54[E]0.33,淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚速率随体系温度升高而加快,淀粉乳浓度和单体浓度对接枝共聚速率影响显著,在45℃～60℃范围内,接枝共聚反应链增长步骤的活化能为34.85 kJ/mol。     

磁性木薯淀粉微球的结构表征及反应机理研究

以木薯淀粉(St)和自制纳米表面改性Fe3O4(M)微粒为主要原料,采用反相乳液聚合法制备了磁性木薯淀粉微球(MSt),并通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、同步热分析(TG-DSC)和振动样品磁强计(VSM)等手段对磁性木薯淀粉微球进行结构性能分析和反应机理探讨。结果表明,FT-IR分析显示磁性微粒Fe3O4与淀粉成功发生交联反应;TEM和XRD分析显示微球具有以Fe3O4为核淀粉为壳的核壳结构;TG-DSC分析表明微球的热稳定性相比原淀粉略有降低;微球的饱和磁化强度为7.07emu/g,磁化率为3.005×10-6emu/Oe,微球具有磁响应性和超顺磁性。该微球反应历程符合自由基聚合机理。     

交联辛烯基琥珀酸淀粉酯亲核取代机理与结构表征

以木薯淀粉为原料,环氧氯丙烷和辛烯基琥珀酸酐为变性剂,选用水相法工艺制备交联辛烯基琥珀酸淀粉酯。采用红外光谱、电镜扫描、X射线衍射和差示扫描量热等手段对产物进行结构分析和合成机理研究。结果表明:在pH为7.0～8.5的范围内,产物取代度随着pH值的增大而增大,说明交联酯化符合亲核取代反应机理;红外光谱图中,1718.72cm-1和1570.33cm-1处产生了新的吸收峰,证实在淀粉中引入了辛烯基琥珀酸基团,930.97cm-1处吸收峰强度加强,说明淀粉分子间形成了醚化交联键;淀粉经交联酯化双重变性后受侵蚀的颗粒增多,部分颗粒表面变粗糙,并出现凹陷;交联酯化反应主要发生在淀粉颗粒的非结晶区,对结晶区破坏不明显;交联酯化提高了淀粉的糊化温度和热稳定性。结构分析证明了交联辛烯基琥珀酸淀粉酯兼具交联与酯化双重结构特征,有望能广泛应用于食品及医药行业中。     

浆液体系中木薯淀粉乙酰化反应均匀性及基团分布特征

以木薯淀粉为原料、乙酸酐为酰化剂，在浆液体系中制备乙酰化淀粉，采用4.3 mol·L^-1 CaCl₂溶液对乙酰化淀粉颗粒进行化学表面糊化处理，获得不同表面糊化程度的剩余淀粉颗粒，通过SEM、XRD表征剩余颗粒的形貌及结晶结构，采用皂化法测定剩余颗粒的乙酰基含量，并利用最小二乘法拟合取代基含量在淀粉颗粒径向上的分布曲线，考察乙酰化反应均匀性和乙酰基分布的影响因素。结果发现：乙酰基团在淀粉颗粒中呈现外高内低的非均匀分布，30%以上的乙酰基分布在对比半径0.9~1.0的外部区域，而在0~0.7比较大的范围内仅占28%左右；反应温度升高、反应时间延长和酰化剂用量增大，乙酰基含量在淀粉颗粒内的分布离散程度减小，有利于乙酰化反应和乙酰基团分布更趋均匀；随着表面糊化程度增大，剩余颗粒均能保持木薯淀粉的形貌和“A”型结晶结构特征，但粒径稍有减小，结晶度整体呈现下降趋势，部分稍有突跃。以上结果说明，结晶结构与非晶结构在木薯淀粉颗粒内交替存在，且各区域结晶区和非晶区比例存在一定差异，适当改变反应条件可改善木薯淀粉颗粒内乙酰化反应和乙酰化基团非均匀分布的状况。     

柴油微乳化技术研究

考察了不同种类的醇、阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂以及非离子表面活性剂与非离子表面活性剂不同配比对形成柴油微乳液水增溶量的影响。结果表明：正戊醇为最佳助剂，碳链太长、太短或带支链均不易于形成微乳液；复配体系D0821／AEO3要比D1221／AEO3增溶效果好，与TX-4／AEO3和D0821／TX-4／AEO3体系进行对比，确定D0821／TX-4／AEO3为最佳复配体系，不仅增溶的水量多，成本也大大减少。在m(D0821)：m(TX-4)：m(AEO3)为15：14：21时，最大增溶水的质量分数将近29％，总表面活性剂质量分数6％多，正戊醇质量分数3％多。