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高粘度改性瓜尔胶的制备方法

发布日期:2018-01-01 16:55:51

  瓜尔胶原粉只能溶解在水溶液中,不过原粉在水溶液中溶解慢、水不溶物含量高等欠缺在非常大程度最大限度制它的应用。许多人每常利用化学手眼变更其理化特别的性质以满意实际工业出产需求。瓜尔胶的改性研讨是基于其不一样的应用目标展开的,改性的瓜尔胶主要用在食物工业,化妆品工业,纺织工业,油田化学品,造纸工业,矿山挖掘等方面,并获得大规模的市场认同。例如对瓜尔胶原粉施行阳离子化使其具备一定的阳离子电荷,可以用作造纸助剂、洗发香波、护肤用品、织物调护剂等。瓜尔胶通过阳离子改性后,其水溶性、粘度与其所带阳离子疏密程度体积相关系近关系,在瓜尔胶施行阳离子改性方面有众多的有关文献报导,不过其代替度低,还是粘度低的欠缺限止了它的更广大宽阔的应用

高粘度改性瓜尔胶的制备方法
  改性瓜尔胶合成应用
  非离子瓜尔胶
  非离子瓜尔胶的合成
  制备非离子瓜尔胶的目标是在保障粘度基本未变的基础上,减损瓜尔胶水不溶物含量,加强耐电解质的有经验,达到更高的温度牢稳性。普通是经过引入经烷基来成功实现的,一般是环氧气丙烷和瓜尔胶反应制得经丙基瓜尔胶,这也是研讨得最为成熟的一种性办法。在瓜尔胶的分子结构中引入极性亲水基团轻丙基,可以增长瓜尔胶的亲水性,使水不溶物含量减损;增加分子的支链数量,使瓜尔胶的水溶速度加快,改善防腐贮存性能。早在1973年,美国的JoRDANw就着手了轻丙基瓜尔胶的研讨,经丙基瓜尔胶和汉生橡胶混合后的产物具备显著增勃的性质,专门用于印花糊和炸药行业。20百年70时代末,海外孙one一Poulenchci.企业就研发成功了非离子瓜尔胶衍有生命的物质一轻丙基瓜尔胶,并有大规模的出产,数量多应用于油田压裂稠化液和钻井液,获得了很大的经济益。
  而我国对经丙基瓜尔胶的研讨开始走较晚,20百年80时代河南省科学校化学所和中国油田化学所着手对油田用经丙基瓜尔胶施行合成实验和应用研讨,90时代初获得成功。商丘宇赫达燃料化工有限企业出让河南省科学校化学研讨所技术,于1994年五月建成一条年产1000吨油田用经丙基瓜尔胶出产线,后又研发专用于牙膏豁合剂的非离子改性瓜尔胶,1999年前正式投入大出产。据报导,山东东营油田化学联合经营企业也有出产,产品牌号金岭牌轻丙基瓜尔胶。杨振周于2002年对轻丙基瓜尔胶合成的影响因素施行了系统的研讨,以赫度和水不溶物为指标得出了优化条件。
  改性轻丙基瓜尔胶的简单扼要出产工艺如下所述:将瓜尔胶散布在一定比例的酒精和水中,参加数量适宜反应剂,加碱碱化一定时间,再参加环氧气丙烷,施行高温醚化反应至尽头;用一定量的酸中和至pH值合乎要求;用数量适宜比例的有机溶剂和水多次荡涤滤饼除杂,至杂质合乎要求;配入数量适宜功能性助剂,施行物理改性;再经干燥、粉碎、过筛、包装即为成品。
  改性后的经丙基瓜尔胶的技术指标要求,其标定办法遵从中华百姓民主国燃料天然煤气行业标准SY/T5764一1995《压裂用瓜尔胶和轻丙基瓜尔胶。 1.2轻丙基瓜尔胶的性能及应用改性后的轻丙基瓜尔胶与原胶相形,性能有非常大增长,应用领域大大开拓。
  减损了氢键,因为氢键的效用,平常的的瓜尔胶很容易被吸附到己水合的矿物外表,而导致絮凝。经过引入轻丙基支链,减低了氢键的效用,因此使吸附减弱,继续往前可减低絮凝率,这种效用可广泛应用于采矿工业,氢键的减损,变更了胶与已水合的纤维外表的吸附率,对造纸业很有用。
  增加了在与水互溶的溶剂(如酒精、甘醇)中的溶解度,使轻丙基瓜尔胶可作为某些浆状炸药的增稠剂。 (3)增长了电解质相容性,减损了水不溶物,这在工业上是一个十分有价值的性,要得轻丙基瓜尔胶极相宜作为油田压裂稠化液和钻井液,它具备低损害性,可降低压力裂液残渣对地层及导流裂隙的损害,管用减损对地层的污染,它还能和有机钦、月石等交联,增长压裂液高温下的牢稳性。
  具备相当低的BOD,比纤维素醚便于有生命的物质分解,那里面等程度的有生命的物质降解性使之适应于纺织上的增稠剂和上胶操作。
  能管用的悬浮颗粒,尽力照顾胶体,牢稳乳化整体体系,非离子改性瓜尔照相胶片曲的大子球形结构稠度较大,可悬浮较重粒子;尽力照顾胶体,使其不易受电解质的影响;维持化整体体系的牢稳性,使其不易离合。广泛用于漆片、油漆等领域,它具备特别好的贮存牢稳性,与漆片中的其他组分相容性好;增稠性能特别好,有助于改善颜料沉降性、流改变性别及在铅直外表上的流挂性;可为漆片供给令人满意的流体触改变性别,要得涂膜广而细腻,手抚摸时的感觉舒服安逸;可加强涂膜的强度,具备美好的尽力照顾性。
  安全性,轻丙基瓜尔胶无毒,不过常刺激,无过敏,具备颀长的安全性,广泛用于牙膏中,可表面化改善牙膏的外观,膏体纤细腻、光溜、亮洁;表面化增长膏体的触改变性别、散布性;并可使牙膏的牢稳性获得增长,对于根据处方配药结构复杂,很难牢稳的药物牙膏,是一种理想的勃合剂,可代替传统的CMC。 2阳离子瓜尔胶阳离子瓜尔胶的合成阳离子瓜尔胶是由包括氨基,亚氨基,按,硫或磷等阳离子化试药在碱性条件与瓜尔胶反应而制得的,全部这些个试药都有可能带一个正电荷。阳离子瓜尔胶品种繁多,大体上可分为以下四种:
  ①叔胺烷基醚;
  ②翁类瓜尔胶醚(涵盖季铵、季磷等衍有生命的物质);③伯或仲胺烷基醚;④杂类(亚胺等瓜尔胶醚)。到现在为止,新的阳离子瓜尔胶仍在接着进展,但叔胺烷基醚和季按烷基醚仍是主要的商品阳离子瓜尔胶。特别是季铵烷基醚是继叔胺烷基醚后进展起来的。多方面的性能均优于叔胺烷基醚瓜尔胶,很有进展前景。与叔胺基瓜尔胶醚相形,季铵基瓜尔胶醚阳离子性强,且可在广泛的pH范围内运用,深受用户的热烈欢迎,特别是随着科技的进展,季钱基瓜尔胶醚有了迅疾的进展。那里面尤其是由带有环氧气的阳离子化试药制备的阳离子瓜尔胶。因为其工艺简单,成本低,进展更为存在广泛和迅疾,值当我们充分看得起,季铵烷基瓜尔胶的制备普通分为两步施行。
  、阳离子化试药的制备阳离子化试药的品类众多,涵盖环氧气丙基三甲基硇砂,氯丙基三甲基硇砂,二丙烯基二甲基硇砂,3一氯一2一轻丙基三甲基硇砂等。
  那里面最常用的是3一氯一2一轻丙基三甲基硇砂(CHPTMAC),俗称醚化剂,可用作油田钻井助剂,乳化剂,硬水软化剂,织物抗静电剂,印染助剂,燃料破乳剂,相转移反应剂,荡涤化妆行业的留香剂等,它的最大用场是与小粉,纤维素、瓜尔胶等反应制成阳离子型的可有生命的物质降解的小粉,纤维素、瓜尔胶等高分子事物。随着造纸工业从酸性施胶到中性施胶的变更,作为中性施胶剂AKD的组成一套助剂,经醚化剂改性的阳离子小粉显露了坚强雄厚的生气,因为这个在瓜尔胶的阳离子改性中认为合适而使用了这种半中腰体,作为改性的醚化剂。
  一般CHPTMAC是由叔胺或叔胺盐与环氧气氯丙烷(ECH)反应制得,该反应可在水相施行,也可在有机溶剂中施行,还是在水和有机溶剂组成的混合溶剂中施行。

高粘度改性瓜尔胶的制备方法
  在有机溶剂或混合溶剂中的反应,最后获得的是固体产品,工艺复杂,溶剂回收艰难且亏损大,生产资本高;而水相反应制备CHPTMAC的水溶液是最简单、经济、实用的办法,但存在着难于解决的一点问题,即ECH的转化率低及副产品1,3一二氯一2一丙醇口CP)的含量较高。由于ECH和DCP是高效交联剂,小量存在便会严重影响阳离子瓜尔胶的品质,美国DOW企业出产的商物品名称为QUAT188的产品C(HPTMA的品质分数为69百分之百),要求那里面ECH<0.0005百分之百,DcP<.00020百分之百。到现在为止,中国大陆出产的液体CHPTMAC,管用物含量较低,杂质DCP和ECH的品质分数作别为0.1百分之百、0.01百分之百,性能远远达不到要求,只得倚赖进口。进口CHPTMAC的价钱较高,使阳离子瓜尔胶的生产资本也偏高,影响其推广应用。
  怎么样使CHPTMAC中副产品含量减低到不影响阳离子瓜尔胶产质量量的程度,国里外作过很多研究讨论。对其高提纯办法施行了较多的研讨,较为管用的办法是真空恒沸载气提出取得杂质的办法将产品浓缩,也有用蝉联汽提工艺,去掉除掉副产品1,3一二氯一2一丙纯和原料环氧气氯丙烷,而后过淋,氯仿去掉除掉三甲钱盐酸盐[26],异丙醇多次重形成晶体,去掉除掉,23一环氧气丙基三甲基氯化钱、双季按盐和,23一二经丙基三甲基硇砂。
  阳离子瓜尔胶的制备制备阳离子瓜尔胶的办法众多,大体可分为三种:有机溶剂法,水溶剂法和干法。 (1)有机溶剂法有机溶剂法是用数量多的水溶性有机溶剂(酒精,木醇,异丙醇等),使瓜尔胶散布在那里面形成浆状,并与阳离子化试药反应制备阳离子瓜尔胶的办法。此种办法,应用数量多的有机溶剂成本大大增长,所需反应器非常大,同时需求倒出数量多的盐,很难工业化出产。后来发觉,运用水和有机溶剂混合制备低代替度的阳离子瓜尔胶尤其管用,此时醇的效用是避免瓜尔胶的溶胀,使瓜尔胶在颗粒状况下,没有遇到困难,平均地施行阳离子化反应。
  此法工艺简单,便于工业化操作,但也运用了数量多的有机溶剂,在实际出产中要求回收,以重复利用,共存在一定的安全隐患,因为这个实际操作时要增强安全处理办法。
  (2)水溶剂法水溶剂法可分为两种:将糊化的瓜尔胶与阳离子化试药反应制得阳离子瓜尔胶糊的办法,略称糊法;瓜尔胶悬浮液与阳离子化试药反应,通过过淋,荡涤,干燥可制得粉状阳离子瓜尔胶的办法,略称浆法。糊化可将瓜尔胶,水,阳离子化试药,碱一块儿加热,或先将瓜尔胶加水糊化,而后再与碱及阳离子化试药施行反应,温度30一100“C,时间1omin一24h。反应时间随温度的变动而变动,温度增长,反应时间则短。浆法普通是在碱反应剂NaHO,Ca(OH)2及膨化制约剂NaCI,Na2SO4存在下,40一46百分之百的瓜尔胶水悬浮液与阳离子化试药在40一45°C反应7一12h,经中和,荡涤,干燥,即得纯净的阳离子瓜尔胶。
  阳离子瓜尔胶的代替度越高,糊化温度越低。代替度较高的阳离子瓜尔胶在此温度下易糊化,因此法可制取低代替度的阳离子瓜尔胶。
  有机溶剂法和水溶剂法的长处是反应条件柔和,出产设施简单,反应转化率高。但其弊病也不少,如阳离子化试药务必通过醇化处置否则残存的环氧气氯丙烷与副产品影响产品的品质;务必增加化学试药如反应剂,抗凝胶剂等;后处置艰难,涵盖用数量多的水荡涤和干燥:制备高代替度阳离子瓜尔胶艰难,废气废水废渣问题冒尖,后处置特殊情况有数量多的未反应考剂与瓜尔胶流失,导致严重的废水污染问题。因为这个有渐渐被干法代替的发展方向。 (3)干法干法是将阳离子化试药与碱的混合物喷到干瓜尔胶原粉上,在60一8o°C拌和1一h2即可制得阳离子瓜尔胶。干法制备阳离子小粉工艺的长处很冒尖:阳离子化试药不需要精制,骈枝的环氧气氯丙烷与副产品沸点比较低,普通在干燥过程中可去掉除掉;不需要参加抗凝胶剂和众多反应剂;工艺简单,基本无废气废水废渣;反应条件柔和,转化率高。甚至于利用本法将阳离子化试药,碱反应剂与瓜尔胶原粉按一定的比例搀兑后,纵然在室温下安放时期后,也能获得转化率相当高的产品。在发达国度己经用于出产,但此法对设施要求颀长,国内基本没有应用,不失是为一种很值当推广运用的办法。
  阳离子瓜尔胶的应用阳离子瓜尔胶在化妆道德行为业中的应用瓜尔胶系列阳离子聚合物在化妆品领域中的应用已有二十积年的历史。除开对头发具备软和抗静电性外,它在湿发梳理方面表达出出色的成效。这个之外,高分子量二甲基硅油在全世界范围内已被广泛地应用于二合一香波,特别是在亚洲应用更多。因为亚洲人的头发较粗,需求较强的调理效用。而阳离子瓜尔胶与高分子量硅油的合适运用正巧供给了这种成效,为头发供给了康健和洁净的颜色光泽,使湿梳和干梳更容易。阳离子改性瓜尔胶在头发冲洗过程中可有所扼制,从即将被冲洗掉的组分中开释出来吸附在头上。
  它具备以下特别的性质:①与其他阳离子调理剂相形在头发上有更高的吸附率;②无累积副效用;③与高分子量的二甲基硅油乳液一块儿运用具备独有特别、卓然的配伍效果;④赋矛头发康健的光泽,饱含动感活力。
  阳离子改性瓜尔胶对毛发肉皮儿具备令人满意的亲和性和美好的相容性,况且具备所需的调护和睦美满学的特别的性质。
  它广泛用于化妆品中,一般作为功能性添加剂,涵盖润肤剂,补水剂,增稠剂,紫外光制约剂,双氧气水,色素,染布材料,着色剂等,况且还可以和烷基硫酸酯等其它外表活性剂复配,领有令人满意的复配有经验,这个之外也能用于牙科调护产品和包括香料或杀死病菌剂的产品中。
  对于阳离子瓜尔胶,海外己施行了很多研讨。MIShinaYL等人绍介了阳离子瓜尔胶在香波组合物中的应用,阳离子瓜尔胶作为沉淀聚合物与高勃度聚硅氧气烷微乳化体氢结合能使香波组合物达到特别好的光学公开度,极好的调理性能和改进的润湿运用感。
  包括半乳甘露聚糖胶的季铵阳离子衍有生命的物质的洗发香波组合物公开在。DB Wist]于1993年二月十六号权力委托的美国专利5186928中。M.Yhe于1995年二月七号权力委托的美国专利5387675中公开了多糖的阳离子季按醚作为增稠剂的应用,那里面多糖例如小粉、纤维素和半乳甘露聚糖。 ()阳离子瓜尔胶在造纸行业中的应用在造纸方面阳离子型瓜尔胶也有十分关紧的效用,它能管用改善助留,显著增长填料的留着率,对纸出落匀度没有太大影响,不影响脱水。用量普通为0.03-0.08百分之百。
  经过研讨觉得,将阳离子改性的瓜尔胶与胶体硅酸按合适比例混合后,是一种令人满意的造纸助强剂,同时也显著增长助留助滤效果,研讨发觉,分多次参加胶体硅酸混合物对书页强度和其他性能有较大改善,但最显著的改善是纤小纤维和填料的留着率。
  研讨发觉,将阳离子瓜尔胶与阳离子小粉按一定比例预先混合,经糊化后运用,阳离子小粉的加强及阳离子瓜尔胶的助留、助滤效果都能获得管用的施展,并且它比不经预先混合而作别运用两种助剂相形,强度增长20百分之百左右。
  国内王军利对阳离子瓜尔胶作为助留助滤剂的应用效果做了有好处的考求和试验。阳离子瓜尔胶作为造纸湿部助留助滤剂运用时0.005百分之百的用量其效果已经较好,依据实际事情状况可添加到0.1百分之百(以绝干浆计),抄纸pH值在靠近中性的6一7范围内较好;阳离子代替度增大,助留助滤效果增加,但应依据成本及效益衡量表决运用一定代替度的阳离子瓜尔胶。
  (3)阳离子瓜尔胶在燃料行业中的应用阳离子化改性瓜尔胶还有一个很关紧的应用就是在油田驱油中的应用,它可以增加水驱的粘度,减弱原有与地层的吸附,起到一定的脱落效用,取得更好的驱油效果。它既可以单独作为驱油剂运用,也可以合适其它聚合物驱油剂或外表活性剂运用,并且阳离子化改性瓜尔胶有较高的耐温性,令人满意的抗盐性,并对到现在为止不舒服合聚合物驱油的油藏也有关紧的效用。
  山东大学朱维群等人刊发专利绍介了阳离子瓜尔胶作为驱油剂在油田方面的应用,它具备较高的耐温性和令人满意的耐盐性。 3阴离子瓜尔胶阴离子瓜尔胶的制备是经过在碱性条件下引入带阴电荷的阴离子基团来成功实现的,可以引入的阴离子基团众多,涵盖梭甲基、磺酸基和磷酸酷基等。
  国里外对阴离子瓜尔胶的研讨均无几,MongtomyerRex等人研讨发觉经梭甲基改性的阴离子瓜尔胶和Ca2+混合后能显著增加豁度,可以作为增稠剂而广泛运用。传统的出产工艺是干法合成,将卤代脂肪酸和瓜尔胶干粉混合后,再喷射散落合适的碱施行催化,因为反应媒介豁度增大,造成拌和艰难,反应不均一,况且温度不易于扼制,反应物结块,最后要得反应出料艰难,产物中包括数量多的无机物质的盐类和其它杂质。
  经改进后认为合适而使用醇水混合溶剂法反应,改进了以上不充足,具体的工艺为:将瓜尔胶按一定比例散布在工业异丙醇水溶液中,经过拌和形成均一浆料,而后参加NaoH溶液碱化,紧继续参加氯乙酸钠,猛烈放热,反应液升温至60℃,反应45分钟左右终了,用80百分之百木醇溶液荡涤、CH3COOH中和、过淋得产品,其灰分随代替度的增大而增加。 覃余敏等人研讨了梭甲基瓜尔胶在印花中的应用,经实验外表代替度大于或等于1.27的梭甲基瓜尔胶能安全地用作棉织物活性染布材料印花增稠剂,使印花织物能取得软和的手抚摸时的感觉,颜色光泽强度和劳度性能也都能达到标准,可代替石花菜酸钠用作纺织性印染的增稠剂。
  梭甲基瓜尔胶还可用于纺织工业,作为纺织物上浆和印染的高级原料。经卤代烷基磺酸盐改性的阴离子瓜尔胶具备美好的公开度、耐酸碱性、耐盐性,可作为增稠剂、散布牢稳剂和乳化剂数量多应用于燃料、纺织、造纸和药物领域。
  据专利DE1518731绍介,经p一氯乙烷磺酸醚化的阴离子瓜尔胶可用作增稠剂用于纺织加工和印刷业。据美国专利4057509绍介,先将瓜尔胶和氯代丙稀反应,而后通入二氧气化硫,制得的烷基磺酸瓜尔胶能形成凝胶,作为油田钻井液和压裂液。可用作醚化的卤代烷基磺酸盐涵盖澳甲基磺酸盐、环氧气丙基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和3一氯-2一轻丙基磺酸盐,最常用的就是3一氯一2一轻丙基磺酸盐,可用环氧气氯丙烷和亚硫酸盐在水溶液中反应制得的。
  卤代烷基磺酸盐瓜尔胶的合成办法是将3一氯一2一轻丙基磺酸盐和瓜尔胶在醇水混合溶剂中用碱催化,在高温下充分反应制得代替度在。005——。25之间的磺酸盐瓜尔胶,3-氯一2一经丙基磺酸盐的参加量决定于于想要达到的代替度,举例来说,瓜尔胶和3一氯一2一经丙基磺酸钠的品质比为5:1时,代替度约为0.07。
  也可将瓜尔胶和磷酸盐反应制取磷酸酷阴离子瓜尔胶的,到现在为止国里外未见文献报导,笔者将磷酸酯瓜尔胶和阳离子醚化剂3一氯一2一经丙基反应制取大致相似卵磷块结构的两性瓜尔胶,为做微胶囊和囊泡,使之应用于药物载体方面作了有好处的试验。磷酸酯瓜尔胶的合成办法和前述的基本大致相似,其代替度的检验测定可认为合适而使用分光光度计法,经实验检验测定其代替度可达0.1——。05。
  羟烷基阴离子瓜尔胶如前文所述,在羧烷基瓜尔胶中参加钙离子能增加其勃度,不过参加镁、钡、银等其它的二价金属则不可以起到增稠的效用。据报导羟烷基阴离子瓜尔胶特别是羧甲基羟丙基瓜尔胶具备意料不及的性能为了增加其粘度,不仅是经过参加钙离子,参加其它的二价和多价的金属离子也能达到目标。它具备特别好的增稠、增溶和牢稳泡沫儿的性能,并且在日化产品中不会分层和沉淀,它还具备特别好的抗盐性,经久的补水性,令人满意的配伍性,能和其他的阳离子、阴离子、非离子及两性外表活性剂相容,是制作牙膏状洗面奶的理想原料,能供给令人满意的增稠性能,并带来光溜、软和、补水的感受,洗面奶洗用后,可使肉皮儿光溜、滋润。一样关紧的是,参加二价或多价的金属离子能使羧3烷基羟烷基瓜尔胶在增稠的过程中减低整体体系的卡路里,这种产品在罐头和其它大致相似的方面发觉了应用价值,有帮助于达到勃度的要求并延长其储存期。
  羟烷基阴离子瓜尔胶作为增稠剂的应用已经获得了很大的成功,它还具备众多其它的卓然的性能,要得其具备很广泛的应用。这种产品的水溶液具备特别好的光学公开度,液体浓度为。05百分之百的水溶液在500一巧00nnl处的透过率超过85百分之百,数量多用于透明香波等化妆品中。羟烷基阴离子改性瓜尔胶具备极低的氨基酸含量,未改性的瓜尔胶中氨基酸含量约为0.7一0.8百分之百,而本产品中氨基酸含量减低到。008百分之百,用于私人调护品中可以减低对肉皮儿的非常刺激性并能增加肉皮儿的软和度。此种产品具备极低的酶水分解残存物,高的交联有经验,美好的协同有经验而应用于油田和天然煤气行业。它在水溶液中具备美好的抗菌牢稳性,未改性的瓜尔胶水溶液安放2一3天后便会失去豁度,而经烷基阴离子瓜尔胶水溶液最多能安放14天而不糜烂,可用于漆片中,增加漆片的储存牢稳性。
  羟烷基阳离子瓜尔胶在私人调护品中等常参加一点成本低价的无机物质的盐类作为增稠剂,如:NaCI或NH4CI,这么在参加阳离子瓜尔胶等调理品后,因为他们之间的互动,要得乳液变得不透明,不过参加羟烷基阳离子瓜尔胶则防止了上面所说的问题的发生,它不受无机物质的盐类的影响,仍能使溶液维持表白透明的性状;况且轻烷基阳离子瓜尔胶可有生命的物质降解,对背景友善,对人的身体毛发和肉皮儿无害;它最显著的独特的地方就是比其它的阳离子调理剂有更好的梳理性和相容性。
  在美国专利5756720中对其合成办法施行了具体的绍介,首先以羟烷基瓜尔胶为原料,碱催化下与3一氯一2羟丙基三甲基硇砂反应,加热,拌和,过淋,荡涤,中和、干燥得产品。所制得的产品中非离子的Mole代替度为0.4,阳离子的Mole代替度为0.2,最后产品为2一羟丙基羟丙基瓜尔三甲基硇砂。 因为此事物溶于水后,能形成较为透明的溶液,特别适合使用于净化和表白水质,广泛用于油田挖掘、私人调护品、织布、油漆等行业。 6两性离子瓜尔胶阴阳两性瓜尔胶的合成阴阳两性瓜尔胶指的是在瓜尔胶的分子链上不止包括阴离子基团,并且还包括阳离子基团。那里面阳离子基团涵盖氨基、钱基、亚胺基、硫基或鏻基,优选叔胺、季铵醚基团。在碱性条件下,使瓜尔胶和二烷基氨基烷基卤代物反应可制得含叔胺基团的瓜尔胶,该法公开在Ccaldwe等人于1957年十一月十二号权力委托的美国专利2813093中。
  伯胺和仲胺衍有生命的物质可以用瓜尔胶与氨基烷基酸配、氨基环氧气化物或卤化物,或包括烷基及芳馨基的相应化合物制得。将季按基引入可以经过运用3一氯一2一羟丙基三甲基氯化钱处置瓜尔胶而成功实现,这一办法在美国专利4119487中已有论述。阳离子硫基的制备公开在M.Rutenbesr等人于1961年六月权力委托的美国专利2989520中,主要瓜尔胶在含水锈性媒介中与p一卤代梳盐、乙烯基梳盐或环氧气烷基硫盐反应。阳离子鳞基衍有生命的物质的制备公开在。AAszalos于1963年二月十二号权力委托的美国专利3077469中,绍介了在含水锈性媒介中与p一卤代鳞盐的反应。
  还要引入的阴离子代替基可以是羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基等,优选羧基。羧基的引入可将瓜尔胶在碱性反应剂条件下和一个单卤素代替的羧酸反应。磺酸基的引入可经过瓜尔胶与包括磺内酯、卤代烷磺酸钠盐、环氧气烷磺酸钠盐等官能团的试药施行反应而成功实现,磺酸基也可以经过氧气化而引入。硫酸基和磷酸基的引入可以运用己知的技术,如用碱金属硫酸盐或磷酸盐与瓜尔胶反应。
  两性瓜尔胶的合成办法中,阴离子和阳离子代替基的引入既可以顺着次序施行,也可以同时施行,一般认为合适而使用就地蝉联酒精处置法制备,欧罗巴洲专利EPo943627周密绍介了这种办法。将瓜尔胶散布在2一6个碳的醇媒介中,在碱催化下,参加阳离子化试药,在同一种醇媒介下,再引入阴离子化试药,充分反应后制得。
  反应剂多为NaoH,用量为瓜尔胶的20一50百分之百;溶剂为酒精、异丙醇、正丙醇、丁醇等,特别用异丙醇较好;水的参加应当使瓜尔胶略微溶胀,并维持它的颗粒完整性,用量为总重量的30百分之百为宜;阴阳离子的Mole比靠近1:1,反应杂质无机物质的盐类可用75百分之百的异丙醇水溶液荡涤。所得产物阳离子代替度为0.2——0.5,阴离子代替度为0.2一0.4。实证验实颠倒阴阳离子的参加顺着次序或同时参加阴阳离子,所得产物的性能基本未变。
  在上面所说的办法中,阴阳离子无论是顺着次序引入仍然同时引入,所得的产物中阴阳离子代替基有可能位于同一链节,也可小聪明于不一样的链节,是一种复杂的混合物,因为瓜尔胶及其衍有生命的物质性质相差半大,基本没有办法离合,这是瓜尔胶合成中没有办法防止的一个困难的问题,在此,本论文做了一个有好处的试验,就是首先合成出具备两性的半中腰体离子,而后再对瓜尔胶施行改性,可供挑选的两性半中腰体离子涵盖:烷基糖萝卜碱、磺基糖萝卜碱和卤代磷酸酯基糖萝卜碱等。
  毛培坤等、李燕如等对大致相似的反应施行了研讨,得出最佳反应条件,3一氯一2一羟丙基磷酸酷钠盐的合成按环氧气氯丙烷与磷酸二氢钠的Mole比为1:1投料,扼制反应液的pH值为4,在80——90℃反应h3,而后参加等Mole比的季钱盐,在85——90'C反应3——3.5h后,经过检验测定KCI的生成量确认反应尽头。
  两性离子半中腰体离子的表征可经过RI、NMR确认,以资化合物再施行瓜尔胶的两性改性制备出性能特别好的两性离子瓜尔胶。
  两性离子瓜尔胶的性能及应用
  随着对瓜尔胶化学改性的不断深化研讨,两性瓜尔胶以其独有特别的结构,特别好的性能,在近十年来吸引了世界各国的广泛关心注视,其应用范围非常广泛,涵盖医疗药品、食物、炸药、油田化学、农化、造纸化学和私人调护品等。
  两性离子瓜尔胶在化妆品中的应用
  张清晨[54]等研讨了烷基糖萝卜碱型两性瓜尔胶溶液的流变特点标志,在一定液体浓度的盐溶液中,两性瓜尔胶的豁度随着外加CaC12的液体浓度的增大不惟不减低,反倒升高,表达出表面化的反聚电解质溶液特别的性质,究其端由,主要是外加盐毁伤了瓜尔胶分子链上因梭甲基阴离子基团和季钱盐阳离子基团互动形成的内盐键,加强了两性瓜尔胶分子与溶剂之间的互动有经验而使其分子链变得较自由和舒展所致。这种较强的耐盐有经验使其具备很强的应用优势,它配伍性好,能与其它阳离子、阴离子、非离子和两性外表活性剂相容,具备特别好的增稠、增溶和牢稳泡沫儿的性能,况且在日化产品中不会分层和沉淀,比其他调理剂更为柔和,可避免对头发的毁损,并可减低各种荡涤剂对肉皮儿的非常刺激性,尤其适合使用于婴孩和女性专用香波及沐洗液。 Koatli儿mberly]等人绍介了两性瓜尔胶衍有生命的物质的角蛋白调护化妆品组合物,它尤其适应于调护毛发、肉皮儿和指甲,不止能供给良好的调护,同时具备领会艺术品的美特别的性质,并且还具备令人满意的相容性和亲和性。在香波中运用这种两性瓜尔胶,许多人发觉其具备美好的表白度,能形成纯净的组合物,两性瓜尔胶也可用于私人调护产品中,如牙膏制剂。
  阴阳两性瓜尔胶在其它方面的应用
  于1969刊发的美国专利us3467647公开了一类既里面含有了阳离子代替基又里面含有了阴离子代替基的两性多糖类衍有生命的物质,该类事物常用于防水膜纸出落出产中。在多糖中引入阳离子和阴离子代替基,能使此类多糖衍有生命的物质具备大致相似氨基酸性质的等电离点,他们在工业出产中具备颀长的价值。在薄膜纸出落出产中,它能减低水溶性,或增加细微颗粒在水溶液中散布的牢稳性,特别适应防水覆膜有色纸的出产。
  无论代替度的高低,两性多糖衍有生命的物质都具备意料不及的性质。对于低代替度的两性多糖衍有生命的物质(。DS.=0.03),等电点的PH值范围在4一8,决定于于阴离子和阳离子代替基的品类和若干。在等电点范围之外,经过加热两性多糖能使它很容易散布在水中,当处于等电点的PH值时,对于稀溶液,勃度最低,当液体浓度增加时,溶液增稠形成冻胶,经加热,冻胶又变回液体。薪度的增加有可能是因为触改变性别所造成的。
  研讨最后结果还表明由等电点处的低代替度(DS=0.03)两性多糖制成的薄膜在室温下具备很低的溶解度,它适合使用于中性、弱酸性和微弱的碱性背景,广泛用于防水膜纸出落出产。低代替度的两性多糖还具备很低的金数(goklnUmber)一般只有0.02,最低的能达到。0005,所说的金数是指胶体金中为了阻挡金胶体溶液由红色转变为蓝色所需的最小毫克数,对同一种事物的水胶体溶液来说,粒子体积不一样,颜色亦不一样,胶体金颗粒在5一20unl之间,借鉴波长520nnl,呈葡萄酿成的酒红色,20——40unl之间借鉴波长530mn,液体为深红色,60nnl的金溶液主要借鉴波长600nnl,溶液呈兰紫色,它是表达胶体粒径体积的一个指标。因为这个形成胶束后具备美好的抗絮凝效用,、十分适应用于五花八门的散布性颜料。
  高代替度(DS=0.02)的两性多糖在其等电点处的性质又有不一样,纯的两性多糖在其等电点处不可以溶于水中,不过有如五花八门的氨基酸,当参加酸或碱合适变更其pH值时,或略微参加一点中胜的盐时,两性多糖就能美好的溶解散布在水中。经过将溶液的pH值调试到等电点,其抗絮凝有经验甚至于不低于低代替度的两性多糖,但形成薄膜的有经验相对减低,因为这个更多的是和其它水不溶性的面子混合,应用于胶体尽力照顾中。在造纸行业中,为了制作高软和度的餐巾就必然性的要减低纸出落强度。
  经过研讨发觉阳离子和阴离子瓜尔胶的混合物作为强度添加剂能增长纸出落干强度而不减低其软和度。将阳离子瓜尔胶和阴离子瓜尔胶混合制作的组合物一般是管用的增稠剂。在染布材料织布方面,这种组合物由水不溶的多相凝胶搀兑而成,那里面一种凝胶相由阳离子瓜尔胶增稠,而另一种凝胶,散布在前一种凝胶相中,被阴离子瓜尔胶所增稠。
  等人发觉其阳离子增稠剂首选季钱盐代替的阳离子瓜尔胶,阴离子增稠剂首选磺酸盐代替的阴离子瓜尔胶,而不是梭酸盐类,否则很难改善豁度。有可能的端由是阳离子基团和梭酸根阴离子基团的猛烈效用要得瓜尔胶分子皱缩,这要得半乳甘露聚糖的亲水脾气急剧减退。磺酸盐阴离子瓜尔胶与季钱盐阳离子瓜尔胶相混合豁度急速增加,这表明他们之间的效用是协同性的,要得他们仍维持了其亲水性。