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。重点研究了阳离子醚化产物的黏度及氮质量分数的影响因素，确定了阳离子化反应优化条件为：m(阳离子单体)：m(瓜尔胶)=0．4 ：1，m(N~OH)：m(瓜尔胶)=0．25：1，反应温度60℃，反应时间2．5h。经红外光谱分析，证实了接枝产物中季铵阳离子基团的存在。由于CEG 分子结构同时含有季铵阳离子和非离子的活性羟基，CEG 常温水合作用进一步强化，1％CEG 的水溶液的透光率增加到80％。
1．2 非离子型瓜尔胶的制备
非离子型瓜尔胶是瓜尔胶中的羟基与活性物质作用，生成瓜尔胶衍生物。例如用环氧烷基在碱性催化剂的作用下，制得羟丙基瓜尔胶。
1.3 阴离子型瓜尔胶的制备
阴离子型瓜尔胶是瓜尔胶中的羟基与有机酸作用生成的衍生物。例如在碱性条件下，利用3一氯- 2-
羟基磺酸可以制得阴离子醚化瓜尔胶衍生物，M ontgomery Rex等人制成了羧甲基改性的阴离子瓜尔胶，
其合成方法是：将瓜尔胶按一定比例分散在工业异丙醇中，通过搅拌形成均一浆料，然后加入NaOH 碱化，紧接着加入氯乙酸钠，剧烈放热，反应液升至60~C，反应45min左右结束，用80％甲醇溶液洗涤、醋酸中和、过滤得产品。
1．4 两性离子型瓜尔胶的制备
两性离子型瓜尔胶是瓜尔胶与非离子取代基反应，最终生成两性离子型瓜尔胶。在碱性条件下，Martin M ．Tessler合成出了两性离子型瓜尔胶的衍生物：
另外，因瓜尔胶糖单元上平均有3个羟基，这3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，也可形成两性瓜尔胶。Chowd Hary等利用瓜尔胶先后和阳、阴离子基团反应最后得到了两性瓜尔胶产品。M artino Gary T．等采用另一种方法也制得了两性瓜尔胶。
2 瓜尔胶在造纸工业中的应用
国内外对改性瓜尔胶作为造纸增强剂、助留助滤剂、絮凝剂、打浆增黏剂进行了深入研究，许多成果应用于造纸实践中。
2．1 改性瓜尔胶用作助留助滤剂。
阳离子型瓜尔胶能有效改善助留，显著提高填料留着率，对纸张的匀度没有太大影响，不影响脱水。用量一般在0．03％～0．08％，添加点一般在纸机的冲浆泵之前或在保证均匀分散的情况下直接加到纸机的流浆箱之前。阳离子型瓜尔胶溶液应稀释到0．1％的浓度后使用。
Derek Abson等人对4种造纸助剂阳离子淀粉(cs)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM )、阳离子瓜尔胶(CGG)、阳离子聚乙烯醇(CPVA)的助留助滤效果在动态滤水仪上进行了试验研究 ]。他们发现：阳离子瓜尔胶无论是对细小纤维还是填料，其助留助滤效果都是最好的。王登远在卷烟纸中加入化学改性的阳离子瓜尔胶，根据实验得出了在卷烟纸中加入化学改性的阳离子瓜尔胶可以提高细小纤维和填料的网部留着率、灰分，随着网部留着率的提高，节省了生产成本。Bumfield 研究发现将阳离子瓜尔胶、阳离子淀粉按一定比例预先混合，经糊化后使用，阳离子淀粉的增强及阳离子瓜尔胶的助留助滤效果都能得到有效地发挥。而且它比不经预先混合而分别使用两种助剂相比，强度提高20％左右，更重要的是它消除了单独使用阳离子瓜尔胶时“粉尘”(瓜尔胶粉)对人体的危害及耗水量大的弊端。万小芳等对一步泥浆法合成新型助留助滤剂——阳离子羟乙基瓜尔胶(CVG)，及将其用于废新闻纸浆的抄造过程进行了探讨。当CEG以0．2％(以绝干浆计)的用量添加到废新闻纸浆中，细小组分的单程留着率提高了40％，打浆度减小了37％。另外。万小芳等还研究了阳离子瓜尔胶／膨润土二元助留助滤剂在脱墨浆中的应用，研究了膨润土用量、pH 值、电导率、剪切力对阳离子瓜尔皎／膨润二元体系的助留助滤性能的影响。研究表明：二元体系比单元体系有更好的助留助滤性能，更能抗pH 值、电导率、剪切力的干扰；且能提高成纸的强度。
2．2 改性瓜尔胶用作造纸增强剂
徐祥等认为非离子型瓜尔胶在纸张中主要起到增强作用。且不影响纸张的透气度。添加量为成纸的0．3％～0、5％，溶解时溶液的浓度尽量不超过1％。在预先溶解的条件下可加到打浆后的高浓浆池中。非离子型瓜尔胶能使纸机网部滤水速度得到有效控制，提高水印辊的运行性能，改善成纸匀度。同时它还
具有极强的纤维分散能力。另外，非离子瓜尔胶还可用于表面施胶，改善纸张的表面性能，提高卷烟纸的燃烧质量，改善包灰质量和包灰颜色。在施胶过程中，还可以与淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)等化学品配合使用。用于表面施胶的非离子型瓜尔胶量约为0．2～0．3g·m 。在造纸过程中。如果淀粉助剂用量过多，则会导致纸页变硬，同时增大白水coD 和BOD 负荷，Larsson研究认为，将改性的瓜尔胶(阳离子或中性)与胶体硅酸按适当比例混合后是一种良好的造纸增强剂，同时也显著提高助留助滤效果，研究发现，分多次加入胶体硅酸对纸页强度和其他性能有较大改善．但最显著的改善是细小纤维和填料的留着率。具体加入步骤是先将一部分胶体硅酸与纤维和填料混合，适当加入改性瓜尔胶，当填料中形成了纤维、填料、硅酸和瓜尔胶的混合絮凝物并在浆料加人流浆箱之前加入剩余的胶体硅酸。两性瓜尔胶可用于提高含机械浆纸张的内部强度和表面强度。由于机械木浆中含有大量的阴离子杂质，对增强剂的使用有较大的负面影响，但是两性瓜尔胶对阴离子杂质的灵敏度最低。阴离子型瓜尔胶还可以提高纸的耐折度，并减少湿强剂的使用量。阴离子瓜尔胶用量一般为成纸的0．2％～0．4％，溶解时溶液的浓度尽量不要超过1％。2．3 其他方面应用
瓜尔胶系列助剂还可以用作絮凝剂和打浆增黏剂。但在此方面的研究尚不多。
3 结论
(1)瓜尔胶因其独特的化学结构，较高的环保价值，在造纸中用作造纸助留助滤及增强剂，必将成为人们关注的热点。
(2)我国对瓜尔胶的改性及在造纸中的应用研究起步较晚。离国际水平还有一定的差距，很多技术还依赖于进口，造纸中许多可利用改性瓜尔胶的领域还没有实际应用，所以加强研究开发工作意义重大。
天 然 高 分 子 改 性 材 料 的 发 展 以 及 运 用 景 姓名：李毅 学号：5404310016 专业班级：工业工程101
天然高分子改性材料的发展以及运用 姓名：李毅学号：5404310016 班级：工业工程101 摘要：本文介绍了淀粉、木质素、甲壳素、壳聚糖及瓜尔胶等几种天然高分子材料的研究进展以及改性方法，同时通过几种不同的化学反应详细介绍了壳聚糖的应用，同时介绍了其他几种在当代生活不同领域的应用。 关键词：天然高分子，改性，羧甲基化反应，酯化反应，酰化反应，接枝反应，运用，阻燃和耐热。 正文部分： 1.引言 近年来基于石油产品的合成高聚物材料也已广泛应用于包装、日用品、医用、建材、宇航、工业和农业各个领域，。然而，基于石油资源的合成高分子材料大量使用不仅造成环境污染，而且以后将面临石油资源逐渐枯竭的威胁。而天然高分子来源于自然界中动物、植物和微生物，它们是取之不尽，用之不竭的可再生资源。所以在石油资源日益匮乏和价格持续高涨之际，天然高分子的研究和利用出现新的发展机遇。天然高分子中含量最丰富的资源包括纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等，它们具有多种功能基团，可通过化学、物理方法改性成为新材料，也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或低聚物用作能源以及化工原料。因此，近年在该领域的基础和应用研究的优秀成果以及日益增强的全球环境法则的压力共同作用下已孵化出这一新兴行业。 2.天然高分子材料的研究进展以及运用 2.1 淀粉 天然淀粉资源十分丰富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉，据统
计，自然界中含淀粉的天然碳水化合物年产量达5000亿t，是人类可以取用的最丰富的有机资源。淀粉及其衍生物是一种多功能的天然高分子化合物，具有无毒、可生活降解等优点。它是一种六元环状天然高分子，含有许多羟基，通过这些羟基的化学反应生产改性淀粉，另外，淀粉还能与乙烯类单体如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等通过接枝共聚反应生成共聚物。这些共聚物可用作絮凝剂、增稠剂、黏合剂、造纸助留剂等。近年来淀粉的接枝共聚研制新型絮凝剂在国内也取得长足进展，有人用淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚制得阳离子淀粉，实验对炼油废水、生活废水有较好的处理效果，COD去除率可达70％以上，色度残留率低于20％，是一种较好的絮凝剂。淀粉-聚丙烯酰胺接枝共聚物作为有机高分子絮凝剂的研究早巳受到人们的重视，并有不少成果问世。我国尹华等以淀粉为基本原料，加入丙烯酰胺、三乙胺、甲醛和适量的盐酸进行接枝共聚反应，合成出一种阳离子型高分子絮凝剂FNQE，该药剂具有独特的分子结构和较高的相对分子质量分布。FNQE对高岭土悬浊液有良好的絮凝除浊效果，对城市污水在投药量为10mg／L时即能达到理想的净化效果，浊度、色度的去除率均在90％以上。 2.2 ，木质素 木质素与纤维素、半纤维素粘结在一起形成植物的主要结构，是植物界中非常丰富的天然高分子。相对于其它天然高分子，木质素具有更为复杂的组成及多级结构，是最难认识和应用的天然高分子之一。但是，木质素分子具有众多不同种类的活性官能基，兼具可再生、可降解、无毒等优点，而且工业木质素来源于造纸黑液，成本低廉，因而被视为优良的绿色化工原料，其综合利用备受关注。在应用和研究较为活跃的木质素高分子材料领域，可通过化学反应和物理共混将木质素与酚醛树脂、聚氨酯、聚烯烃、橡胶、聚酯、聚醚、淀粉、大豆蛋白等复合，提高材料的性能并降低成本。木质素是一种与工程塑料极为相似的，具有高
表面化学改性 粉体工业是一个重要的基础原料工业，在一些高分子材料工业及高聚物复合材料领域中，粉体常常用作无机矿物填料，不仅降低了材料的生产成本，而且还能提高复合材料的力学性能以及稳定性，甚至可以赋予材料某些特殊的物理化学性能，如耐腐蚀性、绝缘性和阻燃性等。但由于这些无机矿物材料与有机高聚物基质(如塑料、橡胶、树脂等)的界面性质不同，因此当以无机矿物填料作为填充物时，除了需要相关的粒度和粒度分布要求之外，还必须对其表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，使其趋近基体的表面特性，提高其在基体中的分散性，从而提高材料的力学性能及综合性能。 表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。表面改性的特点是：1）不必整体改善材料，只需进行表面改性或强化，可以节约材料； 2）可以获得特殊的表面层，如果超细晶粒、非晶态、过饱和固溶体，多层结构层等，其性能远非一般整体材料可比； 3）表面层很薄，涂层用料少，为了保证涂层的性能、质量，可以采用贵重稀缺元素而不会显著增加成本； 4）不但可以制造性能优异的零部件产品，而且可以用于修复已经损坏、失效的零件。 表面改性的方法有很多，大体上可以归结为：表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。下面本文对表面化学反应法改性做简单介绍，并举例说明几种表面化学改性方法。 所谓无机粉体表面化学改性[1]是指通过无机粉体粒子表面和表面改性剂之间的化学吸附作用或化学反应，改变粒子的表面结构和状态，从而达到表面改性的目的。表面化学改性法是目前最常用的表面改性方法，在无机粉体粒子表面改性技术中占有极其重要的地位。超细无机粉体颗粒比表面积大，表面键态、电子态与粒子内部不同，配位不全等都为用化学方法对无机粉体粒子进行表面改性提供了有利条件。通常，表面改性剂一端为极性基团，能与粉体表面发生化学反应而连接在一起，另一端的非极性基团能与基体形成物理缠绕或是发生化学反应，从而改变无机粉体的分散性，改善制品的性能。表面化学改性方法包括表面沉积
有机硅胶黏剂主要使金属和耐热的非金属材料的粘接剂，耐热橡胶或橡胶与金属的粘接剂，绝热隔音材料与钢或钛合金的粘接剂，以及压敏粘接剂等。 1、有机硅改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液及其制备方法 该乳液在硅丙乳液粒子中包含有纳米SiO2，TiO2，ZnO，CaCO3等无机相，采用反相乳液聚合/乳液聚合的两步聚合法制备而成。由于无机纳米粒子具有微尺寸效应，表面效应，量子效应以及填充效应和催化特性，可以有效地提高硅丙乳液涂料的力学性能，抗玷污性能，自清洁性能，抗静电性能等。由于采用了原位聚合技术，在无机纳米粒子表面进行接技聚合，增强了聚合物同无机纳米粒子之间的相互作用。与物理共混相比，不仅提高了乳液的稳定性，同时还赋予硅丙乳液优异的性能。但是能耗会相对比较高，且使用纳米技术，设备也要昂贵些，成本会相对高。 2、交联型聚硅氧烷／聚丙烯酸酯复合乳液的制备 在甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷存在下，以交联的聚硅氧烷为种子，丙烯酸酯单体为第二单体，偶氮二异丁腈为引发剂，分别采用间歇法、溶胀法和半连续法制备了聚硅氧烷／聚丙烯酸酯复合乳液。这种聚合体系交联很好，连接性能好，原料易得及生产方法简易，设备简单。但是需要经常清洗设备，生产周期长。 3、有机硅共聚树脂高温应变胶 组分用量/g 组分用量/g 有机硅共聚树脂1 云母粉（200目）0.05 钛白粉0.65 石棉细纤维（0.2mm）0.2 氧化锌0.1 制备及固化在270℃高温下和0.5MPa压力下固化3h。 此法，原料易得及设备简单，生产周期短，本胶主要用于高温应变片粘接和合金钢、有色金属等多种材料粘接。但是生产温度高，粘度大不易搅拌及操作，。 4、本剂是以有机硅树脂为基料，添加其他的改性剂调制而成。 原材料: (1)有机硅树脂 (2)二氧化硅粉(3)氧化铝粉(4)三氧化二铬 (5)磷酸锌 (6)石棉粉 优点：(1)本粘接剂强度高，且具有优良的绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐水、防潮及耐化学介质等性能。 (2)本剂使用温度范围广泛，可长期用于60一500℃之间。 （3）设备简单易操作，原料易得，能耗少。 缺点：铬是一种重金属元素，污染比较严重。
壳聚糖改性工艺的研究 壳聚糖[是自然界中唯一大量存在的高分子碱性氨基多糖，与合成高分子材料相比，具有来源广泛、价格低廉、性质稳定、无刺激、无致敏、无致突变、良好的生物相容性和生物可降解性、低免疫原性以及生物活性等优点，已被广泛应用于工业、农业、生物工程、医药、食品、日化、污水处理、纺织印染等领域。壳聚糖不溶于普通溶剂，使其应用受到了一定限制，因此，对壳聚糖进行化学改性，提高其溶解性，并赋予其一些其他功能，扩大其应用领域成为了一个研究热点。 20116壳聚糖的结构和性质 1. 1壳聚糖的结构特性 壳聚糖具有复杂的双螺旋结构，其功能基团有氨基葡萄糖单元上的6位伯经基、3位仲羟基和2位氨基或一些N位乙酰氨基以及糖酐键，其结构式如图1所示。 1. 2.壳聚糖的一般理化性质 壳聚糖是生物界中惟一的一种碱性多糖，它是白色、无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，其相对分子质量也从数十万至数百万不等。 1. 3壳聚糖的溶解性质 壳聚糖可溶于稀的盐酸、硝酸、醋酸等无机酸和大多数有机酸但不溶于稀硫酸和稀磷酸。影响壳聚糖溶解的主要因素有脱乙酰度、壳聚糖的相对分子质量、酸的种类等。 2壳聚糖的改性研究 由于壳聚糖自身性能的局限性，科研工作者对其进行了改性研究，通过控制反应条件在壳聚糖上引人其他基团来改变其理化性质[6]。本文将介绍壳聚糖改性的研究进展及应用，并对目前的一些改性方法进行了较全面的总结。 2. 1化学改性 壳聚糖分子上有许多经基和氨基，可通过对其进行分子设计实现可控化学修饰，从而改善壳聚糖本身性能的一些不足。根据壳聚糖的化学性质，可以从酰化、酯化、烷基化等几个方面对其进行化学改性。 2.1.1酸化改性 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐,酰卤等反应，可引人不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基进行改性。酰化反应既可在轻基上反应(O位酰化)生成酯，也可在氨基上反应(N位酞化)生成酰胺。酰化化改性后的产物的溶解度有所改善，它具有良好的生物相容性，是一种潜在的医用生物高分子材料。如脂肪族酰化化产物可作为生物相 容性材料，N一甲酰化产物可增强人造纤维的物理性能。
阳离子瓜尔胶C14S 性能特点： 阳离子瓜尔胶C14S是瓜尔豆胶同失水缩甘油醚三甲基氯化铵反应制得，瓜尔豆胶是豆科植物瓜尔豆的种子去皮，去胚芽后的胚乳部分，经干燥粉碎后加水，进行加压水解后用质量分数为20％的乙醇溶液沉淀，离心分离后干燥，粉碎制得。瓜尔胶基本上是B－D－吡喃甘露糖基元组成的直主链（1，4甘键连接），单个的a-D－半乳糖均匀，间接地接枝在主链上形成的多糖。在发用品中良好的发泡稳泡作用，抗静电作用，具有改善头发的湿梳性和干梳性，使头发长期保持光泽、柔软，有弹性。是护发素的主要成分，能吸附于毛杆，形成单分子吸附膜，赋于头发柔软性及光泽，使头发富有弹性并阻止产生静电，梳理十分方便。在护肤产品中，可降低洗涤剂对皮肤的刺激性和保护角质蛋白不受损伤，使皮肤平滑，减少皮肤中天然脂质的损失，增加皮肤的柔软度。与阴离子、非离子和两面性表面活性剂相溶。阳离子瓜尔胶经动物试验证实为无毒，特别在化妆品使用浓度质量分数为0.2%-0.7％范围内，更是安全的。飞瑞化工专业提供阳离子瓜尔胶C14S等化妆品原料和技术配方支持。 使用方法： 阳离子瓜尔胶C14S可用于洗发水、香波、洗面乳、剃须膏等洗护产品的增稠，建议添加量0.2%-1.0％。在pH值小于5时可迅速增稠，可先将阳离子瓜尔胶配成2%~3％胶状溶液，然后70度时加入体系稀释成所需稠厚度的液体，要持续搅拌直到形成均一粘稠液体。配制瓜尔胶溶液时，由于
瓜尔胶在弱酸到碱性条件下不能快速充分溶胀，为使瓜尔胶快速溶涨，建议使用下述方法：先将瓜尔胶撒入中性或弱碱性的水中，搅匀，呈浅黄色弱碱性混悬液，然后一边搅拌一边加入柠檬酸调节pH值3~4，溶液很快变成弱酸性无色啫喱状胶液，多搅拌一会儿，使其充分溶胀后，再用三乙醇胺或小苏打水调pH值到所需的中性或弱碱性状态，即可。 注意事项： 1.粉末为淡黄色、但溶胀后的弱酸性水溶液成无色透明，适合调制透明产品； 2.水溶性好，弱酸性条件下冷水既可分散；不会凝结成团，使用方便； 3.添加量少，用柠檬酸调节后变无色； 4.气味小，水含量低，纯度高。
中华人民共和国轻工行业标准 食品添加剂 瓜尔胶 QB 2246-96 前言 本标准等效采用FAO/WHO1992年瓜尔胶的标准。其中，鉴别试验、酸不溶物、硼酸盐、蛋白质、淀粉试验、砷、铅、重金属的指标均采用FAO/WHO标准；干燥减量、总灰分指标略优于FAO/WHO标准。此外还增加了粘度和细度指标。 本标准的具体检验方法采用经试验确认可靠的方法和其他标准中的检验方法，采用的标准包括FAO/WHO1992年瓜尔胶的标准和中华人民共和国国家标准。 本标准由中国轻工总会食品造纸部提出。 本标准由全国食品发酵标准化中心、卫生部食品卫生监督检验所技术归口。 本标准由中国石油天然气油田化学公司、中国食品发酵工业研究所负责起草。 本标准主要起草人：郑立凯、单齐梅、方军、吴玉宏。
1 范围 本标准规定了食品添加剂—瓜尔胶的技术要求、试验方法、检验规则以及关于包装、标志、贮存和运输的各项要求。 本标准适用于从热带豆科草本植物—瓜尔豆〖Cyamops tetragonoloba(L·)Taub〗种子经破碎,去其种皮、子叶（胚芽）后取其胚乳加工精制而成的天然植物胶。其主要成分为半乳甘露聚糖，在食品工业生产中用作增稠剂、稳定剂等。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 5009.4-85 食品中灰分的测定方法 GB 6284-86 化工产品中水分含量测定的通用方法重量法 GB 8449-87 食品添加剂中铅的测定方法 GB 8450-87 食品添加剂中砷的测定方法 GB 8451-87 食品添加剂中重金属的限量试验法 GB/T 14771-93 食品中蛋白质的测定方法 3 结构式、分子量 结构式: 分子量:22万道尔顿。 4 技术要求 4.1 外观 乳白色可自由流动粉末。 4.2 理化指标 食品添加剂瓜尔胶的质量应符合表1要求。 表1
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 Gum Z 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 https://www.doczj.com/doc/803644185.html,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.4 A ug.2005
1 黄原胶及其性质 1.1 黄原胶简介 黄原胶（Xanthan）是由一种植物致病菌野油菜黄单胞杆状细菌（Xanthomonas campestris）产生的一种杂多糖。其相对分子质量在2×106～2×107 ，主链为由葡 萄糖以β-1-4糖苷健连接的纤维素结构，主链的相间的葡萄糖的C3位由线性的甘露糖-葡萄糖酸-甘露糖3糖单元侧链取代。通常情况下，侧链的内侧和末端的甘露糖是乙酰化和丙酮酸化的，这主要取决于它的产生菌株和发酵条件。 黄原胶的黄原胶的骨架类似纤维素，但是带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用使黄原胶形成侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。一般水溶性聚合物骨架被其它化学药品或酶攻击、切断后，会丧失其增稠能力。而在黄原胶溶液中，聚合物骨架周围缠绕的侧链使它免于被攻击，所以黄原胶对化学药品和酶试剂的降解具有良好的抵抗性。 1.2 黄原胶的理化性质 黄原胶是一种集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体、性能较为优越的生物胶。分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少，对其性能有很大影响。黄原胶具有长链高分子的一般性能，但它比一般高分子含有更多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中呈多聚阴离子且构象是多样的，不同条件下表现出不同的特性，具有独特的理化性质。 （1）水溶性和增稠性 黄原胶在水中能快速溶解，水溶性很好，在冷水中也能溶解。吉武科等在25℃下，用NDJ一1型旋转黏度计6 r?min-1时测得质量分数0.1%、0.2%、0.3%、0.7%、0.9% 的黄原胶黏度分别为100 mPa·s、480 mPa·s、l300 mPa·s、5400 mPa·s 和8600 mPa·s。从测试结果看出，黏度随浓度的递减而不成比例地降低，且质量 分数0.3%是高低黏度的分界点。质量分数为0.1%的黄原胶黏度为100 mPa·s 左右，而许多其他胶类在质量分数为0.1%时，黏度几乎为零。由此可见，黄原胶具有低浓度高黏度的特性。 （2）悬浮性和乳化性 黄原胶因为具有显著的增加体系黏度和形成弱凝胶结构的特点而经常被用于食品或其它产品，以提高O/W乳状液的稳定性。但麻建国的研究发现，溶液中黄原胶的添加量达到一定量后，才能得到预定的稳定作用。在黄原胶质量分数小于0.001%时，试验体系的稳定性变化不大；质量分数在0.01%～0.02%时样品底部富水层出现，但体系无明显分层；质量分数大于0.02%时，乳状液很快分层。只有当质量分数超过0.25%时，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。 （3）流变性 即触变性或假塑性、剪切变稀性。黄原胶的水溶液，在受到剪切作用时，黏度急剧下降，且剪切速度越高，黏度下降越快，如6 r?min-1时质量分数0.3%的黄原胶黏度为1300 mPa·s，而60 r?min-1时黏度还不到原来的1/3，仅为400 mPa·s。 当剪切力消除时，则立即恢复原有的黏度。剪切力和黏度的关系是完全可塑的。当黄原胶与纳米微晶纤维素复配时，能在水中形成高强度的全天然生物胶，其触变性变得更强。
聚合物表面改性方法 摘要：本文综述了聚合物表面改性的多种方法，主要包括有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理法和新兴的原子力显微探针震荡法，并结合具体聚合物材料有重点的详细介绍了改性方法及其改性机理。 关键词：聚合物；表面改性；应用 聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用，但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差，限制了聚合物材料的进一步应用。为了改善这些表面性质，需要对聚合物的表面进行改性。聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下，在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作，赋予材料表面某些全新的性质，如亲水性、抗刮伤性等。 聚合物的表面改性方法很多，本文综述了溶液处理方法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理方法和新兴的原子力显微探针震荡法。下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。 1溶液处理方法 1.1含氟聚合物 PTFE或Teflon具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气的穿透性，所以在化学和电子工业上广泛地应用，但由于难粘结，所以应用上受到局限。为了提高粘结性能，需对表面进行改性，化学改性的方法通常用钠萘四氢呋哺液溶处理它。此处理液的配制是由1mol 的金属钠(23g)一次加到1mol萘(128g)的四氢呋喃(1L工业纯)中去，在装有搅拌及干燥管的三口瓶中反应2h，直至溶液完全变为暗棕色即成[1]。 将氟聚合物在处理液中浸泡几分钟，取出用丙酮洗涤，除去过量的有机物。然后用蒸馏水洗。除去表面上微量的金属。氟聚合物在处理液中浸泡时，要求体系要密封，否则空气中氧和水能与处理液中络合物反应而大大降低处理液的使用寿命。正常情况处理液贮存有效期为2个月。处理后的Teflon与环氧粘结剂粘结，拉剪强度可达1100~2000PSi。处理过的表面为黑色，处理层厚低于4×10-5mm 时，电子衍射实验表明处理过的材料本体结构没有变化，材料的体电阻、面电阻和介电损耗也没有变化，此方法有三个缺点：一、处理件表面发黑，影响有色导线的着色；二、处理件面电阻在高湿条件下略有下降，三、处理过的黑色表面在阳光下长时间照射，粘结性能降低，因此目前都采用低温等离子体技术来处理。 1.2聚烷烯烃 聚乙烯和聚丙烯是这类材料中的大品种，它们表面能低。如聚乙烯表面能只有31×10-7J/cm2。为了提高它们表面活性，有利于粘接，通常需对它们的表面进行改性，其中化学改性方法有用铬酸氧化液处理，此处理液的配方[2]重铬酸钠(或钾)5份，蒸馏水8份，浓硫酸100份，将聚乙烯或聚丙烯室温条件下在处理液中浸泡1~1.5h，66~71℃条件下浸泡1~5min，80~85℃处理几秒钟，此外还有过硫酸铵的氧化处理液[3]。其配方为硫酸铵60~120g，硫酸银(促进剂)0.6g，蒸馏水1000ml，将聚乙烯室温条件下处理20min，70℃处理5min，当用来处理聚丙烯时，处理温度和时间都需增加一些，70℃lh，90℃10min，其中促进剂硫酸银效果不明显，可以去掉，但此处理液有效期短，通常只有lh。这两种处理方法，效果都不错。 1.3聚醚型聚氨酯 Wrobleski D. A.等[4]对聚醚型聚氨酯Tecoflex以化学浸渍和接枝聚合进行表面改性。且用Wilhelmy平衡技术测定接触角，结果表明，经聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和PEG化学浸渍修饰表面，以及用VPHEMA对2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸及其钠盐(AMPS和NaAMPS)光引发表面接枝。其表面能增大，表面更加亲水。化学浸溃使前进和后退接触角降低20和30~40
Magnasoft SRS改性有机硅柔软剂 型号Magnasoft SRS 品牌迈图 来源硅油柔软剂用途纺织柔软剂 主要用途柔软剂有效物质含量80（％） 产品规格200kg/桶执行标准US CAS 1 SRS是以现今最现金的有机硅改性技术研制成的特种纺织柔软剂。他拥有崭新的改性有机硅化学结构，再配合双重改性功能团，能给予织物柔软丰满及耐洗的丝质手感。 SRS的设计亦特别为配合氟系去污整理用。它可与含氟易去污整理剂一桶应用于各类织物，有效改善手感又相对不影响易去污效果。 SRS柔软剂可应用于不同类型的织物（全棉、羊毛、粘胶织维、人造织维等）及各种织物上，它比一般氨基改性有机硅柔软剂有更佳的低黄变效果。 产品特性 SRS在职务上比一般传统有机硅柔软剂有更多优点，同时能改进织物的后整理工艺： ※ 不会影响经含氟易去污处理织物的易去污效果 ※ 可与氟系易去污整理剂及防皱树脂等同时使用 ※ 与一般纺织助剂的相容性极佳，如阳离子柔软剂等 ※ 提供优越之柔软，爽滑及耐洗之手感 ※ 低黄变特性，尤其适用于加白、浅色织物上 ※ 用途广泛及使用方便，可应用于浸扎、浸渍及喷涂工艺上 典型产品数据 物理特性数值 外观半透明微黄色液体 粘度 Cp(25度) 2500 比重 25/25度 1.02 溶剂（一缩二）丙二醇 最佳稀释剂水
有机硅三元共聚项目总结： 目的：以双胺端聚醚胺合成有机硅嵌段柔软剂 实验原理： 实验合成过程： H(CH 3)2SiO-[Si(CH 3)2O]73-Si （CH 3)2H 与烯丙基缩水甘油醚，在H 2PtClO 4异丙醇溶液催化下进行硅氢加成，得到环氧硅油A （分子量为 ）： 1、取173.7g （约30mmol)的A 物质 2、4.17g （约4mmol)的B 物质H2N[CH(CH3)CH2O]3(CH2CH2O)19CH3(分子量为） 3、取30ml 的2-丙醇，然后加热到80摄氏度，搅拌6h 4、加入8.51g （4mmol)的ED2003 , H2NCH(CH3)3CH2[OCH2CH(CH3)]a(OCH2CH2)38.7[OCH2CH(CH3)]bNH2(其中a+b=6,分子量为：2000） 5、3.79g(22mmol ）的N,N,N ’,N ’-四甲基-1，6-己二胺，结构式为 N N C H 3C H 3CH 3CH 3 N ,N ,N ',N '-tetramethylhexane-1,6-diamine 分子量m=172.31,沸点209-210摄氏度 6、1.68g(28mmol)的冰醋酸 7、5.6g(28mmol)十二烷酸（月桂酸），分子式C12H24O2 8、6ml 2-丙醇 9、24ml 去离子水 10、将混合物加热到80摄氏度，8小时变清至橙棕色。
一、化学名称 中文名称：阳离子瓜尔胶 化学名：羟丙基三甲基氯化铵 英文名：Guargum 分子结构式： 二、代号 CG—14S 三、质量指标 名称参数 外观浅黄色粉末 粘度（1%水溶液，25℃ 3000-4000mpa.s mpa.s） 水分≤10% PH值（1%水溶液）9-11 有效氮 1.2-1.7％ 保质期18个月
四、产品特性 阳离子瓜尔胶对头发和皮肤具有直接调理性，能增加乳化硅油等成份在头发上的吸咐（增加2-5倍），保持乳化硅油、珠光剂等非水溶性成份的乳化稳定状态，抗静电，防止头发过度飞散。本品使用方便，对体系增稠，耐盐性良好，能与各种表面活性剂配伍。品对护发和护肤产品提供杰出的增稠和调理性，能降低头发的干湿梳理阻力，使头发保持光泽、柔软、富有弹性；降低洗涤剂对皮肤的刺激，使皮肤具有光滑舒适感。本品和乳化硅油、丝蛋白等调理剂配合使用调理性更加优异，而且使用成本低，是目前使用最为广泛的调理剂。CG—14S主要技术指标达到国际先进水平 五、用途 作增稠调理剂、稳定剂，用于珠光香波、沐浴液、洗发水、膏霜、液皂等护发、护肤产品中。 六、建议添加量 0.2-0.5% 七、包装规格与贮藏 25KG/木桶，贮藏在密闭容器中，置 于阴凉、干燥处。 八、使用方法 瓜尔胶为分散型产品，在中性和碱性水溶液中易分散，当溶液PH值调至6时则迅速溶解增稠。使用时一般先配成2％左右溶液后，按比例加入已溶解好的表面活性剂体系中。
九、性能 ·溶解性在冷水和热水中有出众的分散能力，不会产生结团现象，提高了制造和生产操作的方便。 ·高盐和PH值相溶性在广阔的PH范围都能迅速膨胀和溶解，即使在盐分含量很高的体系中，仍然保持稳定。 ·化学结构由于氮含量均匀分布，比同类产品更具亲和力，能在吸附于头发后呈现优良的抗静电性和调理作用，改善头发的湿梳性，使头发长期保持光泽、柔软、富有弹性。 ·柔和性对皮肤和眼睛极温和，并能减缓配方产品中表面活性剂的刺激性。 ·相容性与阴离子、两性离子和表面活性剂有良好的相容性，可用于各类表面活性剂的产品中。 ·增加颗粒的沉积在配方中使用时与高分子硅油和去屑剂有携带和协同作用，并提高泡沫的丰满程度和稳定性。 十、安全性 阳离子瓜尔胶经动物试验证实为无毒，特别在化妆品浓度质量分数为0.5～.8%范围内更安全。
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。重点研究了阳离子醚化产物的黏度及氮质量分数的影响因素，确定了阳离子化反应优化条件为：m(阳离子单体)：m(瓜尔胶)=0．4 ：1，m(N~OH)：m(瓜尔胶)=0．25：1，反应温度60℃，反应时间2．5h。经红外光谱分析，证实了接枝产物中季铵阳离子基团的存在。由于CEG 分子结构同时含有季铵阳离子和非离子的活性羟基，CEG 常温水合作用进一步强化，1％CEG 的水溶液的透光率增加到80％。 1．2 非离子型瓜尔胶的制备 非离子型瓜尔胶是瓜尔胶中的羟基与活性物质作用，生成瓜尔胶衍生物。例如用环氧烷基在碱性催化剂的作用下，制得羟丙基瓜尔胶。 1.3 阴离子型瓜尔胶的制备 阴离子型瓜尔胶是瓜尔胶中的羟基与有机酸作用生成的衍生物。例如在碱性条件下，利用3一氯- 2- 羟基磺酸可以制得阴离子醚化瓜尔胶衍生物，M ontgomery Rex等人制成了羧甲基改性的阴离子瓜尔胶，
非金属矿物粉体表面改性技术探讨 发表时间：2018-07-26T10:08:10.707Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：张仕奇张君杰张扬[导读] 摘要：表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术，本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 内蒙古科技大学内蒙古自治区包头市昆都仑区 014010 摘要：表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术，本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 关键词：非金属矿物；表面改性；技术 随着新型复合材料的兴起，非金属矿物表面改性技术也得到了快速的发展，表面改性是非金属矿物材料必须的加工技术，通过表面改性能够使材料的性能和应用价值得到极大的提升。 1 表面改性方法 表面改性的方法很多，能够改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法，如表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等可称为表面改性方法。目前工业上非金属矿物粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法和机械化学改性法及复合法。 （1）表面化学包覆改性法：是目前最常用的非金属矿物粉体表面改性方法，这是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法。所用表面改性剂主要有偶联剂（硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸酯、有机络合物、磷酸酯等）、表面活性剂（高级脂肪酸及其盐、高级胺盐、非离子型表面活性剂、有机硅油或硅树脂等）、有机低聚物及不饱和有机酸等。改性工艺可分为干法和湿法两种。 （2）沉淀反应法：是利用化学沉淀反应将表面改性物沉淀包覆在被改性颗粒表面，是一种“无机/无机包覆”或“无机纳米/微米粉体包覆”的粉体表面改性方法。粉体表面包覆纳米Ti02、ZnO、CaC03等无机物的改性，就是通过沉淀反应实现的，如云母粉表面包覆TiO2制备珠光云母颜料、钛白粉表面包覆Si02和A1203。 （3）机械力化学改性法：是利用超细粉碎过程及其他强烈机械力作用有目的地激活颗粒表面，使其结构复杂或无定形化，增强它与有机物或其他无机物的反应活性。机械化学作用可以增强颗粒表面的活性点和活性基团，增强其与有机基质或有机表面改性剂的使用。以机械力化学原理为基础发展起来的机械融合技术，是一种对无机颗粒进行复合处理或表面改性，如表面复合、包覆、分散的方法。 （4）化学插层改性法：是指利用层状结构的粉体颗粒晶体层之间结合力较弱（如分子键或范德华键）或存在可交换阳离子等特性，通过化学反应或离子交换反应改变粉体的性质的改性方法。因此，用于插层改性的粉体一般来说具有层状或似层状晶体结构，如蒙脱土、高岭土等层状结构的硅酸盐矿物或粘土矿物以及石墨等。用于插层改性的改性剂大多为有机物，也有无机物。 （5）复合改性法：是指综合采用多种方法（物理、化学和机械等）改变颗粒的表面性质以满足应用的需要的改性方法。目前应用得复合改性方法主要有物理涂覆/化学包覆、机械力化学/化学包覆、无机沉淀反应/化学包覆等。 2 表面改性工艺 表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而异。目前工业上应用的表面改性工艺丰要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。干法工艺根据作业方式的不同又可以分为间歇式和连续式；湿法工艺又可分有机改性工艺和无机改性工艺；复合工艺又可分为物理涂覆／化学包覆、机械力化学／化学包覆、无机沉淀反应／化学包覆工艺等。 （1）干法工艺：是一种应用最为广泛的非金属矿物粉体表面改性工艺。目前对于非金属矿物填料和颜料，如重质碳酸钙和轻质碳酸钙、高岭土与煅烧高岭土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微珠、氢氧化铝和轻氧化镁、陶土、陶瓷颜料等，大多采用干法表面改性工艺。原因是干法工艺简单，作业灵活、投资较省以及改性剂适用性好等特点。其中，间歇式干法工艺的特点是可以在较大范围内灵活调节表面改性的时间（即停留时间），但颗粒表面改性剂难以包覆均匀，单位产品药剂耗量较多，生产效率较低，劳动强度大，有粉尘污染，难以适应大规模工业化生产，一般应用于小规模生产。连续式改性工艺的特点是粉体与表面改性剂的分散较好，颗粒表面包覆较均匀，单位产品改性剂耗量较少，劳动强度小，生产效率高，适用于大规模工业化生产。连续式干法表面改性工艺常常置于干法粉体制备工艺之后，大批量连续生产各种非金属矿物活性粉体，特别是用于塑料、橡胶、胶粘剂等高聚物基复合材料的无机填料和颜料。 （2）湿法表面有机改性工艺：与干法工艺相比具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点，但需要后续脱水（过滤和干燥）作业。一般用于可水溶或可水解的有机表面改性剂以及前段为湿法制粉（包括湿法机械超细粉碎和化学制粉）工艺而后段又需要干燥的场合，如轻质碳酸钙（特别是纳米碳酸钙）、湿法细磨重质碳酸钙、超细氢氧化铝与氢氧化镁、超细二氧化硅等的表面改性，这是因为化学反应后生成的浆料即使不进行湿法表面改性也要进行过滤和干燥，在过滤和干燥之前进行表面改性，还可使物料干燥后不形成硬团聚，改善其分散性。无机沉淀包覆改性也是一种湿法改性工艺。它包括制浆、水解、沉淀反应和后续洗涤，脱水、煅烧或焙烧等工序或过程。 （3）机械力化学／化学包覆复合改性工艺：是在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加表面改性剂，在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面化学包覆改性的工艺。这种复合表面改性工艺的特点是可以简化工艺，某些表面改性剂还具有一定程度的助磨作用，可在一定程度上提高粉碎效率。不足之处是温度不好控制；此外，由于改性过程中颗粒不断被粉碎，产生新的表面，颗粒包覆难以均匀，要设计好表面改性剂的添加方式才能确保均匀包覆和较高的包覆率；此外，如果粉碎设备的散热不好，强烈机械力作用过程中局部的过高温升可能使部分表面改性剂分解或分子结构被破坏。 （4）无机沉淀反应／化学包覆复合改性工艺：是在沉淀反应改性之后再进行表面化学包覆改性，实质上是一种无机／有机复合改性工艺。这种复合改性工艺已广泛用于复合钛白粉表面改性，即在沉淀包覆SiO2或A1203薄膜的基础上，再用钛酸酯、硅烷及其他有机表面改性剂对Ti02／Si02或A1203复合颗粒进行表面有机包覆改性。 （5）物理涂覆／化学包覆复合改性工艺：是一种物理涂覆的方式，在进行金属镀膜或者覆膜之后，在通过有机化学进行改性的工艺。 参考文献： [1] 刘伯元.中国粉体表面改性（塑料填充改性）的最新进展[C]// 中国建筑材料及非金属矿物加工与检测技术交流大会.建筑材料工业技术情报研究所，2009. [2] 郑水林.粉体表面改性工艺设备及其选择[C]// 中国白色工业矿物技术与市场交流大会.2009.
壳聚糖改性研究与应用 赵朝霞（1142032224）四川大学化学学院2011级本科 摘要：甲壳素是一种天然多糖，脱除乙酰基的产物是壳聚糖，作为新型功能生物材料，它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用。本文综述了近年来关于壳聚糖改性研究进展，以及将其应用到医学、食品、化学工业等各个领域的概况，重点介绍了化学和物理修饰方法的应用研究。 关键词：壳聚糖化学改性与修饰物理改性与修饰功能材料 甲壳素的化学名称为(1，4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一β—D—葡聚糖，它是通过β-1-4糖苷键相连的线性生物高分子，分子量从几十万到几百万。甲壳素脱除乙酰基后的产物是壳聚糖，其化学名称为(1，4)一2一氨基一2—脱氧—β一D—葡聚糖。甲壳素和壳聚糖具有与纤维素很相近的化学结构，它们的区别仅是在C位上的羟基分别被一个乙酰氨基和氨基所代替(如图） 但它们的化学性质却有较大差别。甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖[1-4]。因此，它们已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到应用。 医药领域 聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)微粒广泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子给药。由于PL-GA纳米微球表面缺乏可用于共价修饰的基团，所以难以在表面负载生物活性物质如DNA、配体和疫苗等，不易于通过受体或抗体进行靶向给药。因此，人们尝试用不同方法将PLGA 表层包裹不同的聚合物以达到物理改性PLGA微球表面的目的。如阳离子表面修饰是基于PLGA表层负电荷而设计的，这种方式使PLGA的表面活化成为可能。将壳聚糖(CHS)选做纳米微球表面修饰材料是因为它具有阳离子电荷，生物可降解，黏膜黏附性等特性。阎晓霏等以溶菌酶为模型蛋白，将改性PLGA与溶菌酶通过化学键结合并以CHS修饰得到一种新型阳离子纳米微球，达到增大纳米微球的包封率、载药量并促进蛋白类药物吸收的目的[5]。 壳聚糖在医药测定方面也有着十分积极的作用。Zhang等[6]首先制备了壳聚糖包覆的CdSe ／ZrKS量子点作为Her2／neu基因小分子干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)的载体。并通过跟踪量子点的荧光信号证实药物载体靶向传送到乳腺肿瘤细胞，利用荧光索酶和酶联免疫分析验证导入细胞的siRNA的基因沉默效应。钟文英[7]等壳聚糖包覆的Ccrre量子点为荧光探针，基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。以壳聚糖为载体合成新型疏水色谱填料[8]，有效分离提纯枯草芽孢杆菌α一淀粉酶、鸡卵粘蛋白、AS 1.398中性蛋白酶以及伪单孢杆菌脂肪酶[9]，以壳聚糖为载体的亲和吸附剂和壳聚糖固定化蛋白酶均具有广泛应用价值． 壳聚糖羧甲基化后，与磷酸钙生成螯合物，它可促进骨骼的矿化，在医药上可作为成骨的促进剂[10]。 二、化工领域 武美霞[11]等以壳聚糖为络合剂、稳定剂或保护剂，通过简单的化学还原法制备了具有超小尺寸的非晶态NiB．CS催化剂，并且使活性组分Ni分散均匀。壳聚糖修饰炭黑负载Pt—Au 催化剂，对原电极有相当好的物理极化学性质的改良作用。Sugunan[12]等认为，壳聚糖之所以能够捕获并起到稳定金纳米粒子的作用，一是由于两者之间存在静电作用；二是壳聚糖具有足够大的立体位阻效应，从而避免了金纳米粒子的聚集并能使金纳米粒子功能化。因此，
天然增稠剂之————瓜尔胶 1958年8月25日，日清食品公司的创始人安藤百福（已故，原名吴百福，日籍台湾人）销售了全球第一袋方便面——袋装“鸡汤拉面”以后，方便面得到了极大的发展，2007年方便面的全球销售量大约为979亿包，全世界平均每人消费15包。公司预测，如果消费量继续保持增长，10年后方便面的全球销量有望翻一番，达到2000亿包。目前消费方便面最多的国家是中国，其后依次为印度尼西亚、日本和美国。速食方便面给我们的生活带来了极大的方便，其中的配料也是数不胜数，本篇文章主要介绍其中的食品添加剂之一，公认的天然增稠剂之一——瓜尔胶 瓜尔胶：瓜尔胶从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆（瓜尔豆在民间，其果实作为缓泻剂，并使用于因胆汁而引起的疾病。叶子可治夜盲症；煮熟的种子作成膏药用于治疗头胀痛、肝大以及骨折而引起的肿胀。瓜尔豆全草烧成灰，与油混合，调匀涂敷治疗烫伤。）种子的胚乳中提取得到，主要成分为半乳甘露聚糖，我们通常所说的瓜尔胶指的是瓜尔糖，其结构是由D甘露糖通过β-1,4甙键连接形成主链,在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1,6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖，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。瓜尔胶的分子量约为100万~200万，甘露糖与半乳糖之比约为1.5一2/1。 瓜尔胶的主要成分： 瓜尔胶的性质 瓜尔胶为白色或浅黄色，可自由流动的粉末，略微带有豆腥味，易吸潮。瓜尔胶在水溶液中表现出典型的缠绕生物聚合物的性质，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，没有屈服应力。瓜尔胶在冷水中就能充分水化（一般需要2h），能分散在热水或冷水中形成粘稠液，具体粘度取决于粒度、制备条件及温度，瓜尔胶为天然胶中粘度最高者。 瓜尔胶是一种溶胀高聚物，水是它的通用溶剂，不过也能以有限的溶解度溶解于与水混溶的溶剂中，如乙醇溶液中。此外由于瓜尔胶的无机盐类兼容性能，其水溶液能够对大多数一价盐离子（Na+、K+、Cl-等）表现出较强的耐受性，如食盐的浓度可高达60%；但高价金属离子的存在可使溶解度下降。 瓜尔胶分子主链上每个糖残基都有两个顺式羟基，在控制溶液pH值的条件下，将会通过极性键和配位键与游离的硼酸盐、金属离子进行交联，生成具有一定弹性的水凝胶，此外还能形成一定强度的水溶性薄膜。瓜尔胶与大多数合成的或天然的多糖具有很好的配伍和协同增效作用，如瓜尔胶与黄原胶、海藻酸钠、魔芋