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三氯化铝催化合成阳离子淀粉研究分析
[2016/7/12]

    以淀粉和三甲基环氧丙基氯化铵为原料,在三氯化铝催化作用下,制备阳离子淀粉。阳离子淀粉是一种重要的变形淀粉,有着优良的性能,可用于造纸、防止、污水处理等领域,阳离子淀粉的生及应用在发达国家比较多,而我国国内尚处于发展阶段,目前制备阳离子淀粉广泛采用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性化合物做催化剂,淀粉羟基的取代反应效率比较低。为了提高反映效率,选用性能比较温和的酸性化合物三氯化铝、三氯化铁作催化剂合成季铵型阳离子淀粉,探讨了影响取代度的因素。

  试验结果表明:淀粉用量和阳离子化试剂用量固定不变,分别用氢氧化钠、三氯化铝、三氯化铁作催化剂,改变催化剂用量和反应时间、反应温度、测定生成物的含氮量,计算取代度。用正文设计法进行实验,在正交设计实验的基础上,优选出反应条件以后对阳离子淀粉的取代度,实验证明用三氯化铝作催化剂合成阳离子淀粉效果较好。

  1.三氯化铝用量对产物取代度的影响。在反应物用量、反应时间(17h)、反应温度(45摄氏度)不变的条件下,改变催化剂三氯化铝用量进行反应,在三氯化铝用量为0.74g时反应效果比较好,所得产物取代度较高。

  2.反应时间对产物取代度的影响。在反应物用量:三氯化铝用量(0.74g)和反应温度(45摄氏度)不变的条件下,改变反应时间,所得阳离子淀粉的去读可以看出,所反应时间的延长,阳离子淀粉的取代度升高,但反应时间超过17h,再延长时间对产物的取代度影响很小。

  3.反应温度对产物的影响。保持反应物用量:三氯化铝用量(0.74g)和反应温度(45摄氏度)不变,改变反应温度,可以看出随反应温度升高,产物的取代度升高,当反应温度超过50摄氏度时产物取代度有所下降(温度过高环氧基的副反应增加),50摄氏度条件下反应效果比较好。

  综上所述,得出的结论为:以三氯化铝为催化剂合成阳离子淀粉的方法是可行的,与碱催化剂相比,三氯化铝的催化效率比较高;与干法生产相比,本法生产的产品纯度较高,杂质含量少。

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