功能高分子期末论文-淀粉改性絮凝剂材料浅谈

功能高分子材料课程论文班级：高分子1101班姓名：张舒昀学号：11231410092015年1月1日淀粉改性絮凝剂材料浅谈摘要：淀粉是由许多脱水葡萄糖单元经糖苷健连接而物质，每个脱水葡萄糖单元的2、3、6三个位置上一个醇羟基，因此淀粉分子中存在着大量可以反基团，改性能力强。改性淀粉絮凝剂具有价廉、无毒、来源广泛等特点，改性淀粉絮凝剂的研究与开发在污水处理、食品加工等方面起到较大作用。本文将对淀粉改性絮凝剂的原料来源，改性方法、产品应用进行简短的论述。关键词：淀粉；絮凝剂；改性；种类1.目前主要的絮凝剂种类由表-1所示，目前絮凝剂的种类主要分无机盐类和有机类两大类。表-1不同类型絮凝剂的简述絮凝剂的分类主要药剂优缺点无机盐类无机盐低分子絮凝剂硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁比较经济、用法简单；絮凝效果低，腐蚀性强的缺点简单无机聚合物絮凝剂铝盐和铁盐的聚合物原理简单，的絮凝效果好改性的单阳离子聚合絮凝剂聚活性硅胶及其改性品用量较大较好的絮凝效果硼泥复合型絮凝剂含有水溶性的镁、铁、铝等无机酸盐高分子的絮凝剂不含有对人体有毒化学成分有机类天然改性的高分子絮凝剂淀粉衍生物葡糖糖上羟基的改性成本低，徐宁能力强，绿色环保木质素衍生物芳香族高分子化合物的季铵盐改性消除污染源，絮凝效果好甲壳素衍生物甲壳素的改性来源广，绿色环保合成高分子絮凝剂聚丙烯酰胺链状高分子易溶于水水溶性两性高分子絮凝剂离子盐高分子聚合物正负离子吸附性强微生物絮凝剂微生物代谢产物无毒高效2.自然界淀粉的主要来源含淀粉的植物很多。淀粉以微小的、冷水不溶的颗粒分别存在于植物的种子、块茎、根、果实和叶子的细胞组织中。如：谷物种子：玉米、小麦、黑麦、大麦、燕麦、高梁等；块茎：马铃薯等；根：木薯、甜薯、竹芋、山药等，豆籽：豌豆、蚕豆等；果实：苹果、香蕉、芒果、西红柿等；叶子；烟叶等。尽管植物世界中存在着大量的淀粉，但用于工业的品种却相对较少，主要为玉米、马铃薯、小麦、木薯和蜡质玉米。玉米具有快熟、高产，种植地区广，籽粒含淀粉量高，副产物品种多，价值高，又易于运输和储存，工厂不受季节和地区限制，可全年生产等优点。3.淀粉改性絮凝剂的特点淀粉是绿色植物将二氧化碳和水经光合作用合成的天然植物多糖。淀粉作为一种天然高分子不但具有价格、便宜、可再生、来源广及可完全被生物降解的优点，而且还有无毒、分子量分布广及活性基团多等优点。通过酯化、醚化和接枝共聚等方法对淀粉进行改性，改性过的淀粉活性基团增多，其聚合物呈枝化结构对絮凝基团能起到很好的分散作用，因而对悬浮体系中的颗粒物也会有很强的促沉作用，具有良好的絮凝效果。淀粉的接枝方法比较多，有自由基引发、氧化还原引发剂引发、辐射引发及双螺杆挤出等方法。共聚过程有水溶液法、反相悬浮法及干法等。反应单体由一元到多元不等。综合起来，反应过程比较复杂，做好该反应主要应考虑反应过程容易控制，产品的后处理简单。另外，必须做好每一步反应，才能保证整个反应的成功。4.改性淀粉的类型国内的淀粉改性主要是利用淀粉改性淀粉链中脱水葡萄糖单元2、3、6三个位置上一个醇羟基接枝等反应，使其获得新的性能。絮凝剂主要有阳离子型淀粉絮凝剂、阴离子型淀粉絮凝剂、两性淀粉絮凝剂及非离子型淀粉絮凝剂等。4.1阳离子型淀粉絮凝剂阳离子淀粉是在碱性介质中，由胺类化合物与淀粉的羟基发生亲核取代。而生成的阳离子淀粉衍生物，絮凝剂可与水中微粒起电荷中和与吸附架桥的作用，从而使体系中的微粒脱稳、絮凝和沉降。现代工业和生活废水中的有机质微粒表面通常带的是负电荷，淀粉改性阳离子絮凝剂具有无毒、价廉、高效和易生物降解等特点。接枝共聚阳离子淀粉比较适合做絮凝剂，最主要是因为接枝部分含有长链结构，分子中含有高分子本身的柔性结构和淀粉的刚性结构。就目前来说淀粉与AM接枝后再阳离子化和淀粉与阳离子季铵盐反应生成的接枝共聚物是得到广泛应用的两种阳离子型淀粉絮凝剂。4.2阴离子型淀粉絮凝剂表-2阴离子型淀粉絮凝剂简介类型主要成分特点磷酸酯淀粉以磷酸化淀粉为活性中心能使悬浮在溶液中的微细粒级和亚微细粒级的固体物质或胶体通过桥联作用形成大的松散絮团黄原酸酯淀粉在碱性条件下，二硫化碳与淀粉分子中的羟基起酯化反应得黄原酸酯淀粉有较强的结合重金属离子的能力羧基阴离子型淀粉羧甲基淀粉与氯乙酸在氢氧化钠条件下起醚化反应（双分子亲核取代）葡萄糖单体中醇羟基被羧甲基取代后生成的产物因具有阴离子基，易与重金属离子或阳离子型化合形成凝胶或沉淀4.3两性淀粉絮凝剂两性淀粉的制备是利用淀粉葡萄糖单元中羟基的反应活性，及其分别与阴、阳离子基团反应得到的。两性淀粉衍生物絮凝剂同时具备阴阳离子型絮凝剂的性能，它是一种聚电解质产品，即同一分子链上既含有正电荷又含有负电荷。阴离子基团一般是由羧基、磷酰基或磺酸基构成，阳离子基团主要是由季铵基团构成。两性淀粉絮凝剂具有适应于阴、阳离子共存的污染体系，pH适应范围宽及抗盐性号等应用特点而成为国内外研究热点，主要应用于染料废水脱色、污泥脱水剂及金属离子螯合剂等方面。4.4非离子型淀粉絮凝剂目前来说，非离子淀粉主要指的是羟烷基淀粉，在碱催化及氮气保护的情况下，把淀粉分散到一定的介质中并加入烷基化剂发生反应，反应结束后洗涤中和及干燥即得羟烷基变性淀粉，由于羟烷基淀粉具有亲水性好、流动性强及易糊化等优点，所以羟烷基淀粉具有优良的应用前景也是毋庸置疑的，羟烷基淀粉主要应用在医药、纺织、石油化工以及食品加工等领域。5改性淀粉的絮凝剂应用淀粉可以用做絮凝剂，在铁矿石絮凝脱泥时，有用淀粉做为铁矿石选择性絮凝剂的。有人做了在低硅酸盐含量时加人淀粉，有助于针铁矿的絮凝；玉米淀粉和木薯淀粉可作为阿巴贾铁矿石的选择性絮凝剂来使用，精矿品位和回收率都报高。该技术在已经开始用于细粒铁矿物和细泥的富集。除了提高改性淀粉的抗温性能以作钻井液处理剂外，还应注重多性能淀粉油田化学品研究，开发淀粉化学品在驱油剂、破乳剂、降粘剂、堵水剂、解堵剂、水泥浆处理剂等油田生产各领域的应用。改性淀粉已是造纸工业的重要化学品.我国造纸业直到八十年代初才开始批量采用淀粉添加剂，二十多年来，造纸用淀粉的数量虽然逐年增加很快。·参考文献[1]刘培丽,沈国鹏.改性淀粉絮凝剂的研究及应用进展[J].农业机械,2011.29.105-107.[2]靳侠侠,张伟才.絮凝剂的种类之浅谈[J].过滤与分离,2009,01,044-048.[3]姚献平,郑丽萍.几种天然淀粉的理化性质[J].造纸化学品,1995,7(02),10-18.[4]沈哲,张亚雷,代朝猛.改性淀粉絮凝剂的应用现状和研究进展[J].水处理技术,2012,38(10),1-3.[5]王小雄,赵旭涛.淀粉絮凝剂的研究概况[A],2008年中国精细化工协会水处理化学品行业年会论文集[C].兰州,2008.