季铵盐型阳离子瓜尔胶的制备

第41卷第5期2009年5月哈尔滨工业大学学报JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYVol.41No.5May2009季铵盐型阳离子瓜尔胶的制备马冰洁,唐洪波(沈阳工业大学理学院,沈阳110023,mabjie@126.com)摘要:以瓜尔胶为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,乙醇为溶剂,制备了季铵盐型阳离子瓜尔胶,考察了乙醇浓度、醚化剂用量、pH值、反应温度、反应时间对季铵盐型阳离子瓜尔胶取代度和反应效率的影响,得出较佳制备条件为:乙醇质量分数为85%,pH11.0,反应温度70℃,反应时间4h,在较佳条件和醚化剂与瓜尔胶质量比为7∶100的条件下,阳离子瓜尔胶取代度为0.1651,反应效率86.79%.关键词:瓜尔胶;季铵盐型阳离子瓜尔胶;醚化;制备中图分类号:O636.12文献标识码:A文章编号:0367-6234(2009)05-0260-03PreparationofquaternaryammoniumtypecationicguargumMABing-jie,TANGHong-bo(ScienceSchool,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110023,China,mabjie@126.com)Abstract:Thequaternaryammoniumtypecationicguargumwaspreparedbyusingguargumasrawmateri-als,3-chloro-2-(hydroxypropyl)trimethylammoniumchlorideascationicetherifyingagent,sodiumhydroxideascatalyst,andethanolassolvent.Theeffectsofsomefactorssuchasethanolconcentration,amountofether-ifyingagent,pH,reactiontemperatureandreactiontimeonsubstitutiondegreeandreactionefficiencyofqua-ternaryammoniumtypecationicguargumwerediscussed,andbetterreactionconditionsweredetermined.Theseconditionsareethanolconcentrationof85%,pHpf11.0,reactiontemperatureat70℃,andreactiontimefor4h.Thesubstitutiondegreeandreactionefficiencyofcationicguargumare0.1651and86.79%re-spectivelyundertheseconditionswhenthemassratioofetherifyingagenttoguargumis0.07.Keywords:guargum;quaternaryammoniumtypecationicguargum;etherification;preparation收稿日期:2005-12-15.作者简介:马冰洁(1956—),女,副教授.瓜尔胶(guargum)是一种半乳甘露聚糖胶,属天然高分子凝胶多糖,从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子胚乳中提取得到[1～3].瓜尔胶能够分散在冷、热水中,形成高粘度液体.然而天然瓜尔胶的水溶性、粘度稳定性、溶液透明性和抗菌性等方面存在一定缺陷,使其应用受到一定限制.对天然瓜尔胶进行化学改性,可以改善瓜尔胶的水溶性,降低水不溶物含量,提高电解质的兼容性,增加黏度的稳定性,从而扩大瓜尔胶的应用领域.国外对瓜尔胶的改性技术研究相对成熟,已开发出阳离子、阴离子、非离子和两性离子型瓜尔胶[4～8],我国从20世纪70年代开始研究利用瓜尔胶,研究热点集中于瓜尔胶性能研究和应用开发,而对瓜尔胶的改性研究较少[9,10].本研究利用溶剂法,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,制备了季铵盐型阳离子瓜尔胶,探讨了pH值、反应时间、反应温度、醚化剂用量、乙醇浓度等因素对瓜尔胶醚化反应影响,为天然瓜尔胶改性,提高其应用性能,拓宽应用领域,增加产品附加值提供理论与实验依据.1实验1.1原料与试剂瓜尔胶(食品级)印度进口,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(工业级)南宁市化工研究院,氢氧化钠(分析纯)沈阳远东试剂厂,乙醇(分析纯)沈阳和富公司试剂厂,硫酸(分析纯)沈阳试剂三厂.1.2仪器与设备PHS-2C酸度计(杭州东星仪器厂),电热恒温干燥箱(南京市长江电器仪器厂)