改性瓜尔胶的研究进展
瓜尔胶的改性及在造纸工业中的应用
瓜尔胶的改性及在造纸工业中的应用摘要：结合瓜尔胶的结构特点综述了其改性方法，并对瓜尔胶在造纸工业中的应用和最新研究成果进行了介绍，阐述了瓜尔胶是一种新型环保型造纸助剂，有着广阔的应用前景。
关键词：瓜尔胶；改性；造纸助剂;瓜尔胶是从种植于印巴次大陆的豆科植物——瓜尔豆中提取的一种植物胶。
它在化学性质上是聚半乳糖甘露糖。
由于其独特的分子结构及物理化学特性，使它成为一种很有潜力的新型环保助剂。
瓜尔胶的首要特点是其生长于高温、干旱的环境中，因此不耐水，在冷水中就可以水化、溶解，这与淀粉系列助剂的使用需要糊化相比是一个很大的优势。
瓜尔胶的另一特点是分子结构与纤维素分子非常相似。
瓜尔胶分子中甘露糖单元通过1，4一β苷键连接成主链，半乳糖支链则以1，6一a键间隔与甘露糖主链相连，与纤维素分子的相似性使它易于吸附到纤维上产生助留效果。
天然瓜尔胶作为造纸助剂时，可以提高纸页强度，减少灰斑形成并提高纸页匀度。
近几年来，瓜尔胶系列助剂在卷烟纸行业中得到了广泛应用。
瓜尔胶用于卷烟纸不但具有优良的助留、助滤和增强效果，而且抄成的纸在燃烧时没有异味，满足卷烟用纸的需要。
但是。
瓜尔胶原粉在使用过程中总会有不尽入意之处，它会造成滤水困难等，因此人们常用化学手段改变其理化特性以满足实际工业生产的需要。
1 瓜尔胶的改性方法1．1 阳离子型瓜尔胶的制备由于瓜尔胶分子结构中每个甘露糖或半乳糖上都有羟基，在强碱的条件下，与阳离子醚化剂作用生成醚化阳离子瓜尔胶衍生物(威廉姆森反应) 。
秦丽娟等讨论了半干法合成阳离子瓜尔胶(CEG)的影响因素，优化出合成阳离子瓜尔胶的最佳工艺条件。
并将所合成的阳离子瓜尔胶作为助留剂应用于废纸脱墨浆。
万小芳㈨等用一步泥浆法合成新型助留助滤剂——阳离子羟乙基瓜尔胶(cEG)，过程为将悬浮于醇／水体系中的瓜尔胶，先与阳离子单体发生醚化反应，然后与氯乙醇在微过量碱催化剂存在下进行羟乙基化反应，阳离子中间产物不必分离。
改性瓜尔胶的制备及其絮凝性能的研究_朱昌玲
中 国 野 生 植 物 资 源 Vol. 24 No. 6
Chinese Wild Plant Resource究
朱昌玲 ,顾龚平 ,史劲松 ,孙达峰 ,张兰廷 ,张卫明
分别用 1 # 样胶液和 2 # 样胶液处理高岭土悬浮 液 ,胶液的加入量均为 0. 02/ 100 mL ,在实验过程中 调整对高岭土悬浮液的搅拌速度至 250 、500 、750 、 1 000 、1 250 r/ min , 保持搅拌时间和沉降时间均为 15 min不变 ,测上清液的透光率 。
(4) 沉降时间对絮凝效果的影响 。分别用 1 # 样 胶液和 2 # 样胶液处理高岭土悬浮液 ,胶液的加入量 均为 0102/ 100 mL ,在实验过程中调整对高岭土悬浮 液的沉降时间至 5 、10 ,15 、20 、25 min ,控制搅拌时间 15 min不变 ,测上清液的透光率 。 1. 2. 7 与常见的絮凝剂絮凝效果比较 取硫酸铝 , 三氯化铁以及聚丙烯酰胺 (均为 2 %溶液) 处理高岭 土悬浮液 ,加入剂量均为 :0. 005 、0. 02 、2 mL 。将实 验结果与 1 # 样胶液处理高岭土悬浮液的絮凝效果 做比较 。
— 36 —
分离 ,用 80 %的乙醇溶液洗涤 3 次 ,将得到的滤饼 真空干燥 ,再粉碎 、过滤即得到成品 。 1. 2. 3 絮凝性能的测定方法 实验中的改性瓜尔 胶均配制成 2 %的胶液 ,用胶液处理高岭土悬浮液 , 以处理后上清液的透光率为胶粉絮凝性能的衡量指
标 。实验中如无特殊说明 ,则处理对象均为高岭土 悬浮液 ,测定温度 25 ℃,处理方式转速为500 r/ min , 搅拌15 min ,沉降15 min ,取上清液在600 nm波长下 测透光率 (以蒸馏水做空白样) 。 1. 2. 4 胶样投入量对不同水样絮凝效果的影响
改性瓜尔胶增强助留剂在水松原纸中的应用
摘要：使用一种改性瓜尔胶增强助留剂替代传统的阳离子淀粉和聚丙烯酰胺型助留剂在水松原纸中的应用。
通过实验室小试、中试以及印刷实验进行对比分析。
结果表明，在水松原纸生产过程中，瓜尔胶增强助留剂在浆料和填料的助留助滤、成纸指标的改善、印刷效果的改善方面均优于阳离子淀粉和聚丙烯酰胺型助留剂。
关键词：瓜尔胶；助留助滤；成纸指标；印刷效果Abstract: Application of a modified guar gum as strengthening age nt a nd ret e nt ion aid i n st e a d of cat ion ic st a rch a nd polyacrylamide in the production of cigarette tipping base paper was studied. The comparative analysis was made through laboratory test, pilot and printing test. The results show that in the process of tippimg base paper production, guar gum, as strengthening and retention agent, is superior to cationic starch and polyacrylamide aid in improvement of filler retention and slurry drainage, paper properties and printing effect.Key words: guar gum; retention and drainage; paper performance target; printing effect中图分类号：TS727+.2; TS761.2文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2018)08-0049-04改性瓜尔胶增强助留剂在水松原纸中的应用⊙ 徐禄 (牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江牡丹江 157013)Application of modified guar gum enhancer and retention agent in cigarette tipping base paper⊙ XU Lu (Mudianjiang Hengfeng Paper Co., Ltd., Mudanjiang 157013, Heilongjiang, China)瓜尔胶是一种水溶性高分子聚合物，其化学名称为瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
2023年瓜尔胶行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
瓜尔胶行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录前言 (5)一、瓜尔胶行业财务状况分析 (5)(一)、瓜尔胶行业近三年财务数据及指标分析 (5)(二)、现金流对瓜尔胶业的影响 (8)二、2023-2028年瓜尔胶产业发展战略分析 (8)(一)、树立瓜尔胶行业“战略突围”理念 (8)(二)、确定瓜尔胶行业市场定位，产品定位和品牌定位 (9)1、市场定位 (9)2、产品定位 (9)3、品牌定位 (11)(三)、创新力求突破 (12)1、基于消费升级的技术创新模型 (12)2、创新促进瓜尔胶行业更高品质的发展 (12)3、尝试格式创新和品牌创新 (13)4、自主创新+品牌 (14)(四)、制定宣传方案 (15)1、学会制造新闻,事件行销－－低成本传播利器 (15)2、学习通过出色的品牌视觉设计突出品牌特征 (16)3、学会利用互联网营销 (16)三、瓜尔胶业发展模式分析 (17)(一)、瓜尔胶地域有明显差异 (17)四、2023-2028年瓜尔胶企业市场突破具体策略 (17)(一)、密切关注竞争对手的策略，提高瓜尔胶产品在行业内的竞争力 (17)(二)、使用瓜尔胶行业市场渗透策略，不断开发新客户 (18)(三)、实施瓜尔胶行业市场发展战略，不断开拓各类市场创新源 (18)(四)、不断提高产品质量，建立覆盖完善的服务体系 (18)(五)、实施线上线下融合，深化瓜尔胶行业国内外市场拓展 (19)(六)、在市场开发中结合渗透和其他策略 (19)五、瓜尔胶产业未来发展前景 (20)(一)、我国瓜尔胶行业市场规模前景预测 (20)(二)、瓜尔胶进入大规模推广应用阶 (20)(三)、中国瓜尔胶行业的市场增长点 (20)(四)、细分瓜尔胶产品将具有最大优势 (21)(五)、瓜尔胶行业与互联网等行业融合发展机遇 (22)(六)、瓜尔胶人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (23)(七)、瓜尔胶行业发展需要突破创新瓶颈 (23)六、瓜尔胶行业竞争分析 (24)(一)、瓜尔胶行业国内外对比分析 (24)(二)、中国瓜尔胶行业品牌竞争格局分析 (25)(三)、中国瓜尔胶行业竞争强度分析 (26)1、中国瓜尔胶行业现有企业竞争情况 (26)2、中国瓜尔胶行业上游议价能力分析 (26)3、中国瓜尔胶行业下游议价能力分析 (26)4、中国瓜尔胶行业新进入者威胁分析 (27)5、中国瓜尔胶行业替代品威胁分析 (27)(四)、初创公司大独角兽领衔 (27)(五)、上市公司双雄深耕多年 (28)(六)、瓜尔胶巨头综合优势明显 (28)七、瓜尔胶行业企业转型思考（2023-2028） (29)(一)、瓜尔胶业的内生延伸——选择与定位 (29)(二)、瓜尔胶跨行业转型延伸 (30)(三)、瓜尔胶企业资本计划分析 (30)(四)、瓜尔胶业的融资问题 (30)(五)、加强瓜尔胶行业人才引进，优化人才结构 (31)八、瓜尔胶产业投资分析 (31)(一)、中国瓜尔胶技术投资趋势分析 (31)(二)、大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (32)(三)、中国瓜尔胶行业投资风险 (32)(四)、中国瓜尔胶行业投资收益 (33)九、瓜尔胶行业企业差异化突破战略 (34)(一)、瓜尔胶行业产品差异化获取“商机” (34)(二)、瓜尔胶行业市场分化赢得“商机” (34)(三)、以瓜尔胶行业服务差异化“抓住”商机 (35)(四)、用瓜尔胶行业客户差异化“抓住”商机 (35)(五)、以瓜尔胶行业渠道差异化“争取”商机 (35)十、瓜尔胶成功突围策略 (36)(一)、寻找瓜尔胶行业准差异化消费者兴趣诉求点 (36)(二)、瓜尔胶行业精准定位与无声消费教育 (36)(三)、从瓜尔胶行业硬文广告传播到深度合作 (37)(四)、公益营销竞争激烈 (37)(五)、电子商务提升瓜尔胶行业广告效果 (37)(六)、瓜尔胶行业渠道以多种形式传播 (38)(七)、强调市场细分，深耕瓜尔胶产业 (38)十一、瓜尔胶行业多元化趋势 (39)(一)、宏观机制升级 (39)(二)、服务模式多元化 (39)(三)、新的价格战将不可避免 (39)(四)、社会化特征增强 (40)(五)、信息化实施力度加大 (40)(六)、生态化建设进一步开放 (40)1、内生发展闭环,对外输出价值 (40)2、开放平台,共建生态 (41)(七)、呈现集群化分布 (41)(八)、各信息化厂商推动瓜尔胶发展 (42)(九)、政府采购政策加码 (42)(十)、个性化定制受宠 (42)(十一)、品牌不断强化 (43)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (43)(十三)、一体式服务为发展趋势 (43)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (44)前言中国的瓜尔胶业在当前复杂的商业环境下逐步发展，呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。
两性疏水改性瓜尔胶的实验研究
第38卷第1期20211精细石油化工SPECIALITY PETROC IEMICALS17两性疏水改性瓜尔胶的实验研究张照阳】，管彬】，毛金成2,周瀚】，何启平】，鲍晋】，孟照海1(1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司，四川成都610500；2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)，四川成都610500)摘要：在溶解性良好的阴离子瓜尔胶(MAG)基础上引入自制的水溶性阳离子疏水长链单体，赋予其动态物理交联及静电桥作用，形成一种两性疏水瓜尔胶(MAG-N22)。
室内实验表明.MAG-N22有更高的黏度，0.6%达到114mPa-s,明显高于瓜尔胶原粉(GG)与MAG。
MAG-N22微观网络结构测试显示0.4%,0.5%水溶液的网状结构明显更为致密。
MAG-N22在312C时达到分解温度，相比GG(285C)以及MAG(308C)有所提高。
MAG-N22在高剪切以及不同盐浓度条件下的的黏度一直优于MAG与GG。
结果表明，向瓜尔胶中引入水溶性疏水基团可有效提高GG的增黏性，耐温性以及耐盐性。
关键词：可溶性疏水长链瓜尔胶抗剪切性耐盐性中图分类号：TQ427.2+5文献标识码:A聚合物按照电荷分类可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和甜菜碱两性离子型。
其中两性聚合物具有特殊的溶液及流变性质，其抗高温高盐性、耐酸碱性，分散性都会有显著改善，并且在油气开采、湍流降阻方面有着重要的应用［1］。
谈笑⑵将刚性单体毗咯烷酮以及阳离子单体引入竣甲基瓜尔胶，制备了一种两性瓜尔胶衍生物，并与丙烯酰胺复配成压裂液，在200C剪切60min,黏度仍然保持在110mPa•s,耐温耐剪切能力有明显改善。
田乃林⑷制备了一种可应用于油田压裂作业、钻井液和完井液的阳离子瓜尔胶，并通过室内实验证明该产品的性能得到提高，其黏度、稳5678:2020-09-26；修收到78：2020-10-29。
作者简介：张照阳(1986-),<士，工］呻，主BC事禽气C 增产工作液及配套工艺的研究工作。
瓜尔胶的改性研究
MHS 方程 : [η ] =kMα w 来描 述 。 但由于制备不同 分子量的纯样及其分 子量和特性粘 数测量的困 难 , 使得对方程中 α和 k 值的测量进 行得很少 。 目前 , 仅见三篇文献报道 。 Doublier[ 8] 测得的 α 和 k 值分别为 0. 98 和 7. 76 ×10 -4 。 α 值 为 0. 98 明 显高于了无规线团构型的高分子溶液所应有的 α 值 。M . U. Beer[ 9] 利用高效凝胶渗透色谱 , 并和直 角激光扫描检测计连用 , 快速测定了瓜尔胶的粘 度和重均分子量 , 得到了 0. 72 和 5. 13 ×10 -4 的 α 和k 值 , 即 : [η ] = 5. 13 ×10 son
[ 10 ] -4Mw0. 72。 这和 Robin-
1 结构与性质
1. 1 瓜尔胶的结构 瓜尔胶主链由 ( 14) βD-甘露糖为单元联接 而成 , 侧链由单个 α -D-半乳糖组成并以( 1-6) 键与 主链相接 , 如图 1 所示 。 从整个分子来看 , 半 乳糖在主链上呈无规分布 , 但以两个或三个一组 居多 。 这种基本呈线形而具有分支的结构决定了 瓜尔胶的特性与那些无分支 、不溶于水的葡甘露 聚糖有明显的不同 。 因来源不同 , 瓜尔胶的分子量及单糖比例不 同于其它的半乳甘露聚糖 。 其分子量约为 100 ～ 200 万 , 甘露糖与半乳糖之比约为 1. 5 ～ 2∶ 1。 1. 2 瓜尔胶溶液的流变性 瓜尔胶是水溶性最好的天然高分子之一 , 水 溶液具有很高的粘度 。 粘度与分子量的关系可用
酶和半乳糖酶[ 27] 。 甘露糖酶只剪切主链 , 而不对 支链发生作用 。 利用甘露糖酶的这种作用 , 可以 较大幅度地改变瓜尔胶的分子量和流变性 ; 半乳 糖酶只剪切支链 , 从而改变两种单糖的比例 , 对流 变性的影响较小 。 Akash Tayal
瓜尔胶改性粘合剂的制备工艺
瓜尔胶改性粘合剂的制备工艺近年来，化工原料价格上扬，环境污染问题层出不穷，随着人们环保意识的增强和国家环保法规的健全，生物质基粘合剂作为一种环境友好型胶粘剂成为研究热点［1-2］。
传统天然胶粘剂有着粘结力不足和耐水性差的问题，通过改性提高其使用性能意义重大。
传统意义上的天然胶粘剂按化学组成可分为蛋白质胶、碳水化合物胶和天然树脂胶3大类［3］。
近年来，以天然多糖为原料制备粘合剂的研究主要集中在淀粉等多糖类物质上。
毛杰通过对魔芋葡甘聚糖氧化改性并与卡拉胶等复配制备了一种安全无毒、性能优良的木材胶粘剂⑷。
YanhuaZhang等对淀粉用氧化氢氧化，又用硅烷偶联剂交联，并通过接枝共聚的方法进一步改性，制备了一种胶接力强的耐水淀粉基木材胶粘剂［5］。
可见，通过化学改性和添加交联剂、偶联条件对粘合剂黏度和剥离强力的影响，从而制得了一种瓜尔胶基粘合剂，以期扩充天然胶粘剂的品种和使用领域。
1实验1.1材料和仪器瓜尔胶（工业级，苏州云斯顿进出口有限公司），PVA1799（醇解度98%〜99%,上海麦克林生化科技有限公司），丙烯酸丁酯［梯希爱（上海）化工工业有限公司］,甲基丙烯酸缩水甘油酯（上海百灵威科技有限公司）,双氧水（30%）、过硫酸钾（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），Y甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570,苏州帕特纳化工有限公司），SDS（工业级），底布棉（标准贴衬织物，上海剂等方法不仅可以克服天然聚合物本身的缺点，还能改善性能。
瓜尔胶作为一种生物相容的、可降解的无毒天然多糖聚合物［6］，在食品、医药、化妆品、纺织、造纸和石油勘探等领域作为增稠剂、稳定剂、粘合剂、絮凝剂有广泛的应用［7-9］。
淀粉及蛋白质改性粘合剂研究及应用较多，以瓜尔胶为原料制备粘合剂报道较少。
JiangZheng等将瓜尔胶与海藻酸钠共混制备了一种［］骨胶，可以作为骨细胞生长中很好的支架材料10。
RamalingaKuruba等将瓜尔胶作为粘合剂用于硅/碳锂电池电极，不仅可粘合电活性粒子，也可提高电极的力学性能〔1”。
瓜尔胶——精选推荐
⽠尔胶⽠尔胶摘要：⽠尔胶及其衍⽣物是新型的天然⾼分⼦化合物，应⽤前景⼴阔，综述了⽠尔胶及其衍⽣物的国内外应⽤研究进展，详细介绍了⽠尔胶及其衍⽣物在医药⼯业、⽇⽤化学品⼯业、⾷品⼯业、⽯油钻探⼯业等⽅⾯的应⽤，强调了其特殊性能的优势和应⽤潜⼒，阐明了我国研究开发⽠尔胶及其衍⽣物的意义。
关键词：⽠尔胶;半乳⽢露聚糖;改性;亲⽔胶体⽠尔胶⼜称⽠尔⾖胶、胍胶，是⽬前国际上较为廉价⽽⼴泛应⽤的⾷⽤胶体之⼀。
⽠尔胶是从⽠⼉树种⼦中分离出来的⼀种可⾷⽤的多糖类化合物。
⽠尔胶为天然⾼分⼦亲⽔胶体，主要由半乳糖和⽢露糖聚合⽽成，属于天然半乳⽢露聚糖，是⼀种来源稳定、价格相对便宜、黏度⾼、⽤途⼴的⾷品胶体，也是⼀种常见的⾷品品质改良剂。
⾃1993年⽠尔胶进⼊中国市场以来，由于其优良的特性和较低廉的价格，已逐渐地成为中国⾷品⼯业中⽤量最⼤的⾷品胶之⼀。
近年来，通过化学改性使得⽠尔胶的分散性、黏度、⽔化速率和溶液透明度等特性⼤⼤提⾼，⽠尔胶的应⽤价值得到进⼀步提升。
1 ⽠尔胶的结构和性质1.1 ⽠尔胶的结构组成⽠尔胶主链由(1-4)-β-D-⽢露糖为单元联接⽽成，侧链由单个α-D-半乳糖组成并以(1-6)键与主链相接，如图1所⽰。
⽠尔胶因来源不同分⼦量约为100～200万，⽢露糖与半乳糖之⽐约为1．5～2：1[1]。
从⽀链的半乳糖来看，有四个羟基均可以参与酯化或醚化反应，考虑到空间的位阻效应，羟甲基中的伯羟基反应活性最强，此外⽢露糖的羟基也有⼀定的反应活性。
这种特性与那些⽆分⽀、不溶于⽔的葡⽢露聚糖有明显的不同。
图1 ⽠尔胶的结构1.2 ⽠尔胶的制法先将⽠尔胶⾖磨碎，经筛分、吹风处理。
除去⽪和胚芽得到胚乳，再将胚乳⽤含极性有机溶剂的碱性⽔溶液在70～90℃温度下处理，然后过筛除去外壳，加⽔进⾏⽔洗除碱。
再加酸性极性有机溶剂中和、过滤，并在减压下于60～80℃温度下下燥，最后，磨碎、过筛，收集粒度⼩于1.41mm的粉粒为产品。
瓜尔胶的性质及其在工程废泥浆处理中的应用
瓜尔胶的性质及其在工程废泥浆处理中的应用摘要：瓜尔胶水凝胶是一种天然植物胶，具有优良的溶胀能力和保水性能。
研究表明若将天然无毒的瓜尔胶高分子加入废弃泥浆泥浆中，可其发生交联反应形成三维网络结构，固定泥浆中的悬浮物和水分，形成固结体从而达到对泥浆的处理。
关键词：瓜尔胶；废弃泥浆；性质分析0.引言对于工程建筑中产生的废弃黏土泥浆处置问题一直是备受关心的重点问题，利用水凝胶的可胶结性能，将亲水性的瓜尔胶溶解于黏土泥浆中，通过交联作用形成网络将黏土泥浆中的悬浮物进行包裹、固定形成黏土泥浆-水凝胶的固结体，可以实现对黏土泥浆一种无害化的处理。
1.瓜尔胶的结构与性能特点1.1 瓜尔胶的结构瓜尔胶是一种天然高分子有机化合物，天然瓜尔豆提取出的瓜尔胶呈白色粉末状，属于半乳甘露聚糖类，由（1-4）-D-甘露糖为主链和（1-6）-半乳糖为支链构成[8]如图1所示。
瓜尔胶的相对分子量大约为100万~300万，其分子结构如图2所示。
从分子结构看，半乳糖分子多以2~3个在主链上呈无规分布，这种分布特点区别于其他多糖分子，有分支的结构使得瓜尔胶的性质也有所不同。
瓜尔胶易溶于水但是在油、酮、酯中不溶，其水溶液无毒无味，pH值在6~7之间，呈中性；瓜尔胶的水溶液具有粘稠性，粘稠性的高低与瓜尔胶的粒度、制备条件和温度有关，1%的瓜尔胶水溶液粘度大约在5~6Pa.s，在天然胶中属粘度最大；瓜尔胶水溶液热稳定性较差，在大多数一价盐粒子溶液中能够耐受，但高价金属离子会使其溶解度下降。
由于瓜尔胶分子上带有的顺式羟基，因此在一定的pH溶液下经由极性键与配位键和交联剂作用形成水凝胶和一层水溶性薄膜。
在水溶液介质下所形成的凝胶就是瓜尔胶基水凝胶。
1.2 瓜尔胶的性能特点及应用阳离子瓜尔胶是一种水溶性高分子聚合物，其化学名称为瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
其利用天然瓜尔胶为原料，去除表皮及胚芽后所剩的胚乳部分，主要含有半乳糖和甘露糖，经干燥粉碎并加压水解后用20%乙醇溶液沉淀，离心分离干燥后与失水缩甘油醚三甲基氯化氨反应制得。
天然瓜尔胶改性研究
天然瓜尔胶改性研究孙琪娟;徐军礼;孙长顺【摘要】The preparation method of cationic guargum wasstudiedas well asinfluence factors. In the experiment, throughinvestigatingreaction time, reaction temperature, sodium hydroxide amount,solventtypeand so on, the optimum reaction conditionswereobtainedas follows, cationic guar amount 10.0g, CTA amount used 1.50g,mole ratio of sodium hydroxidetoCTA 2.3, reaction temperature80℃, reaction time 9.0h.Underabove conditions, obtained product substitution is 0.062, and the reactionefficiency is 41.5%.%研究了阳离子瓜尔胶的制备方法、影响因素。
通过对反应时间，反应温度，反应中氢氧化钠用量及溶剂等各因素的研究，得出最佳工艺条件：当瓜尔胶的用量为10.0 g时，CTA用量为1.50 g,氢氧化钠与CTA摩尔比为2.3左右，反应温度控制在80℃，反应时间为9.0 h,所得产物的取代度为0.062，反应效率为41.5%。
【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】3页(P1971-1973)【关键词】阳离子瓜尔胶;凯氏定氮;取代度;CTA【作者】孙琪娟;徐军礼;孙长顺【作者单位】陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000;中机工程启源工程有限公司，陕西西安 710045;陕西省环境科学研究设计院，陕西西安 710060【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖,广泛用于食品、日化、医药等行业[1-3]。
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸接枝改性瓜尔胶的制备与性能研究
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸接枝改性瓜尔胶的制备与性能研究李琦;李绍英;牛春梅【摘要】为改善瓜尔胶与其他组分的相容性及耐盐性,以可生物降解的瓜尔胶为原料,过硫酸钾和亚硫酸钠为氧化还原引发体系,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)接枝到瓜尔胶分子上.研究AMPS用量、引发剂用量、引发剂滴加时间、反应时间、反应温度、分散剂与瓜尔胶的质量比(浴比)、分散剂中乙醇质量分数等因素对接枝反应的影响,确定较佳反应条件.制得的磺酸基瓜尔胶衍生物胶液稳定,黏度较高,在质量分数为2％的KCl盐水溶液中黏度下降很小,具有良好的耐盐性.将其按一定比例与牙膏成分进行混合,其与牙膏组分的相容性好,膏体稳定且改善了脱尾现象,满足作为水性膏体黏结剂的要求.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】6页(P373-378)【关键词】天然高分子化学;瓜尔胶;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;氧化还原;接枝;黏度【作者】李琦;李绍英;牛春梅【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】O636.1+2李琦，李绍英，牛春梅.2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸接枝改性瓜尔胶的制备与性能研究[J].河北工业科技,2016,33(5):373-378.瓜尔胶是从瓜尔豆胚乳中提取的天然非离子半乳甘露聚糖，其分子结构主链是D-甘露糖以β-1,4-糖苷键链接，侧链是由单个的D-半乳糖以α-1,6-糖苷键不均匀地与主链某些C6位链接，是一种具有无毒副作用、可降解、可食用等特点的可再生资源[1-5]。
随着中国经济发展和对环境污染问题日益关注，瓜尔胶、淀粉等天然高分子材料的研究逐步引起了人们的重视[6]。
针对瓜尔胶分子质量大、溶解度低、水溶胶耐酸和耐冷冻能力弱、抗菌性能差、黏度不稳定、易降解发臭的特点[7]，将其进行化学和物理改性的研究比较活跃，如羧甲基化、羟丙基化、硫酸酯化、磷酸酯化、羧甲基羟丙基型、季铵盐型等[8-11]。
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收稿日期:2005-03-15基金项目:/十五0国家科技攻关课题(2004BA 502B03);国家科技成果重点推广计划(2005EC000150)。
改性瓜尔胶的研究进展朱昌玲,薛华茂,孙达峰,张卫明,史劲松,顾龚平(南京野生植物研究院,江苏南京210042)摘 要 瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖,广泛用于食品、日化、医药等行业。
改性瓜尔胶的性能具有较大改善,近年来瓜尔胶的改性研究成为热点。
论述了瓜尔胶结构和性质以及改性瓜尔胶的研究进展,为瓜尔胶进一步开发研究提供参考。
关键词 瓜尔胶;半乳甘露聚糖;改性Progress in Studies on Amendatory Guar GumZ hu C hangling,X ue Huamao,Sun Dafeng,Z hang Weiming,Shi Jingsong,Gugongping(Nanjing Institute for the C omprehensive Utilization of Wild Plants,Nanjing 210042,China)Abstract G uar gum is a natural polygalactomannan.The capability of amendatory guar gum is tely,the research of a mendatory guar gum becomes hotspot.The structure and character of guar gum and progress in studies on a mendatory guar gum w ere discussed in this article.Key words Guar gum;Polygalac tomannan;Amendatory 瓜尔胶又名古耳胶,瓜尔豆胶,英文名/G uar gum 0是一种天然半乳甘露聚糖胶,从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到。
半乳甘露聚糖属中性多糖胶,是工业上有着广泛用途的植物多糖胶。
半乳甘露聚糖胶水溶液为假塑性流体,大分子在自然状态下呈缠绕的网状结构,因而它在许多工业中用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘结剂和调理剂等。
食品行业的应用如冰淇淋、果汁饮料、面包、面条和调味料等,在香波、洗手液和肥皂生产中用作调理剂,在造纸、纺织和炸药行业中用作增稠剂和絮凝剂。
压裂液采油和油气井钻井是多糖胶用量最大的行业之一[1,2]。
近年来随着各国对环境污染问题的日益关注和重视,天然高分子材料逐步引起人们的重视,瓜尔胶就是其中之一。
瓜尔胶通过改性尤其是化学改性,理化性能方面解决了原胶的缺点,成为研究的热点。
本文就改性瓜尔胶研究进展进行了综述,为瓜尔胶进一步开发研究提供参考。
1 瓜尔胶结构和性质瓜尔胶是线状半乳甘露聚糖,属于非离子型高分子。
在结构上,以B -1,4键相互连接的D-甘露糖单元为主链,不均匀地在主链的一些D-甘露糖单元的C 6位上再连接了单个D-半乳糖(B -1,6键)为支链,其半乳糖与甘露糖之比约为1B 1.8,简化为1B 2[3]。
瓜尔胶在冷水中能充分水化(一般需要2h),能分散在热水或冷水中形成半透明粘稠液,不溶于乙醇等有机溶剂,1%水溶液粘度在4~5Pa #s 之间,具体粘度取决于粒度、制备条件及温度,为天然胶中粘度最高者。
分散于冷水中2h 后呈现较强粘度,以后粘度逐渐增大,24h 后达到最高,粘稠力为淀粉糊的5~8倍,加热则迅速达到最高粘度,胶溶液的粘度随胶粉粒度直径的减小而增加;水化速率则随温度的上升而加快,如果经85e 制备,10min 即可充分水化达到最大粘度,但长时间高温处理将导致瓜尔胶本身降解,使粘度下降。
瓜尔胶溶液在pH8~9时可达最快水化速度,然而大于10或小于4则水化速度反而慢[4]。
)9)第24卷第4期2005年8月 中国野生植物资源Chines e W ild P lant Reso urces V ol.24No.4A ug.2005一般而言,0.5%以上的瓜尔胶溶液已呈非牛顿流体的假塑性流体特性,具有搅稀作用。
瓜尔胶具有良好的无机盐兼容性能,而受一价金属盐,如氯化钠等的浓度可达60%;但高价金属离子的存在可使其溶解度下降。
在控制溶液pH条件下,瓜尔胶能与交联剂,如硼酸盐、金属离子等反应可生成稍带弹性的粘质,还能形成一定强度的水溶性薄膜。
瓜尔胶在pH3或以下的酸性溶液中会降解,被水解的是糖苷键,结果粘度迅速丧失;在轻度偏碱的pH下,是键段还原末端B位的切断反应,使链缓慢缩短,这一过程比酸水解要慢;瓜尔胶溶液加热到很高温度可导致热降解,在80~95e并持续一定时间粘度会丧失[5]。
2瓜尔胶改性瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性,但原粉往往具有下述的缺点:¹不能快速溶胀和水合,溶解速度慢;º水不溶物含量高;»粘度不易控制;¼易被微生物分解而不能长期保存等。
这些缺点使瓜尔胶的应用受到很大限制,因此需要改变其理化特性,使其被更加广泛应用。
下面是几种较为常见的改性: 2.1物理增粘改性瓜尔胶瓜尔胶物理增粘原理是半乳甘露聚糖是内胚乳细胞的胞内胶,也就是说胶是在细胞内定位的[6]。
半乳甘露聚糖聚集在细胞内表面,外表面是一层难溶于水的物质,细胞和水结合时,细胞内的胶不能充分溶于水,如果设法在内胚乳磨粉之前破坏其大部分细胞壁,使细胞内胶充分释放出来,胶液粘度就会提高,而且水化性能也会提高。
经物理压片增粘的瓜尔胶,1%胶液粘度可提高50%以上,水不溶物可降低15%以上,性能大为改观具有较高的经济价值[7]。
2.2阳离子瓜尔胶瓜尔胶上的活性羟基在碱性条件下生成带负电的负氧离子,在体系中存在有合适的季铵盐时,碱性的瓜尔胶作为亲核试剂进攻季铵盐中的正碳离子取代卤素生成瓜尔胶的阳离子醚[8]。
阳离子瓜尔胶在粘度稳定性、抗氧化性和杀菌能力方面都比一般的瓜尔胶有明显提高,这一性质使它在油田化学、造纸等方面又有新的用途。
阳离子瓜尔胶在头发上具有很好的吸附性能,形成阳离子聚合物膜,从而可以很好地改善发质。
用于香波中具有很好的调理作用,主要可以抑制头发静电,增加头发柔软性,改善湿梳理性以及减少头发的缠结等良好作用[9]。
2.3羟丙基瓜尔胶瓜尔胶在异丙醇、水等介质中,氢氧化钠存在时,与环氧丙烷反应即得到羟丙基瓜尔胶。
邹时英等比较了羟丙基瓜尔胶和瓜尔胶的13CN M R谱图发现两张谱图中碳原子峰的值完全一样,且强度基本未发生变化,从而推测羟丙基是以长链方式与瓜尔胶相连,而不是在糖单元上的均匀分布[10]。
2.4氧化瓜尔胶瓜尔胶与过氧化物等氧化剂作用所得产品为氧化瓜尔胶。
反应很复杂,反应机理也不详,但主要是降C1氧化成醛基及C2-C3之间发生断裂,且被氧化成羰基,羧基等。
采用不同的氧化剂和工艺条件可得到性能各异的氧化瓜尔胶产品。
瓜尔胶粉悬浮于苯介质中,在快速搅拌下,加入冰冷的过氧化钠,并在一定温度下反应4h,即可得到氧化瓜尔胶。
将瓜尔胶与一定量的双氧水混匀,在90e条件下反应45min,也可制得氧化瓜尔胶。
Frollineie E利用半乳糖醚和卤素作氧化剂,制得了带有羰基的氧化瓜尔胶[10]。
2.5两性瓜尔胶瓜尔胶糖单元上平均有三个羟基,这三个羟基在一定条件下都可发生官能团衍生反应。
在不同的羟基上接上不同的阳离子和阴离子基团,便可形成两性的瓜尔胶。
Chow d hary等利用瓜尔胶先后和阳离子进行取代反应最后得到了两性瓜尔胶产品。
Martino,Gary T.等采用了另外一种方法也制得了两性瓜尔胶。
两性瓜尔胶同时具有阳离子和阴离子的特性,使它在实际应用中具有优异的性能[11]。
2.6酯化瓜尔胶酯化瓜尔胶是瓜尔胶中的羰基被无机酸或有机酸酯化而得的产品,常见的有硫酸酯、磷酸酯、醋酸酯、邻苯二甲酸酯和磺酸酯等。
在氢氧化钠存在的条件下,Yeh.Michale H用瓜尔胶与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸反应合成了一种高效增稠剂。
2.7阳非离子瓜尔胶)10)中国野生植物资源第24卷阳非离子瓜尔胶既含有阳离子取代基,又含有非离子取代基,一般采用羟丙基瓜尔胶等非离子瓜尔胶为原料,然后再进行阳离子醚化改性。
Manjit Sigh Cho wdhary研究出来了阳非离子瓜尔胶衍生物。
以羟丙基瓜尔胶粉为反应的起始原料,这是一种非离子型的瓜尔胶衍生物,然后用一定浓度的醇溶液分散处理,最后加入阳离子取代基溶液进行取代反应,这一方法改性得到的最终产品其性能显著提高,如0.5%浓度的阳非离子瓜尔胶水溶液在波长500 ~600nm之间的透光率在75%以上[11]。
2.8接枝共聚瓜尔胶经过引发瓜尔胶可与丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈等进行接枝共聚反应,形成接枝共聚物。
采用这种改性方法,通过选择不同的接枝单位,控制适当的接枝频率、接枝率和支链平均分子量,可以制得各种具有独特性能的产品。
它们既有多糖化合物的分子间作用力与反应性,又有合成高分子的机械性、与生物作用的稳定性和线形链展开能力,在实际应用中具有优异的性能。
2.9酶法改性这种方法所用的酶是具有高度选择性的甘露糖酶和半乳糖酶。
甘露糖酶只剪切主链,而不对支链发生作用,利用甘露糖酶的这种作用,可以较大幅度地改变瓜尔胶的分子量和流变性;半乳糖酶只剪切支链,从而改变两种单糖比例,对流变性影响较小。
同时利用两种酶进行改性,两者会产生协同作用。
利用酶对瓜尔胶改性的好处是:可以根据要求,为实验或生产尤其是各种药物控制释放体系量身定做具有不同精细结构的瓜尔胶,这具有非常重要的应用价值。
2.10交联改性瓜尔胶交联改性就是通过控制pH值,使瓜尔胶及其衍生物的水溶液与硼、钛、钴等离子形成凝胶。
其中硼与瓜尔胶形成的凝胶对剪切力是可逆的,即在切割或破裂后,凝胶体可恢复到原来状态,而过渡金属与瓜尔胶形成的凝胶是非可逆的[10]。
交联后的瓜尔胶产品具有更好的耐盐性以及高温下的稳定性,使其在高温油井中得到了广泛应用[12]。
3改性瓜尔胶应用前景3.1食品工业瓜尔胶是现代食品行业应用最广泛的食品辅料之一。
它可以在方便食品、调味品、饮料、冰淇淋和饲料等多种食品中,具有增稠、保水、稳定及粘结悬浮作用,是食品加工行业广泛应用的增稠剂、稳定剂和悬浮剂。
物理增粘瓜尔胶粘度高,水不溶物低,市场前景十分广阔。
3.2化妆品工业瓜尔胶及其改性产品在日化领域应用正越来越广。
阳离子瓜尔胶,阳非离子瓜尔胶等作为功能性化妆品添加剂,具有增稠调理等功能,广泛用于护发护肤用品。
羟丙基瓜尔胶用于牙膏粘合剂,可以改变牙膏的流变性能及外观[13]。
3.3纺织工业印花是纺织行业的一个重要分支。
由瓜尔胶衍生物制成的印花糊料较传统的印花糊料具有更优的性能。