[发明专利]一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，属于分析生物技术领域。

背景技术

瓜尔胶是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物-瓜尔豆中提取的一种高纯化天然多糖。瓜尔胶就分子结构来说是一种非离子多糖，它以聚甘露糖为分子主链，D-吡喃甘露糖单元之间以β(1-4)苷键连接。而D-吡喃半乳糖则以α(1-6)键连接在聚甘露糖主链上。瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元之比为2∶1，即每隔一甘露糖单元连接着一个半乳糖分支，结构式如下所示。

相对分子质量2.0×10⁵～3.0×10⁵

文献中报道，瓜尔胶的分子量在220000左右。瓜尔胶分子的最大特点也即最大优点便是与纤维素结构非常相似，这种相似性使它对纤维素有很强的亲和性。瓜尔胶直链上没有非极性基团，大部分伯羟基和仲羟基都处在外侧，而且半乳糖支链并没有遮住活性的醇羟基，因而瓜尔胶具有最大的氢键结合面积，当与纤维素结合时，形成的氢键结合距离短，结合力大。

瓜尔胶原粉在水溶液中溶解慢，水不溶物含量高等缺陷在很大程度上限制它的应用，可以对瓜尔胶原粉进行化学改性来扩大其应用范围。在瓜尔胶进行阳离子改性方面有很多的相关文献报道，但是其取代度低、使用量大、助留助滤效果不明显的缺陷限制了它的更广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，采用半干法工艺，提供了一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，在瓜尔胶的分子链上引入阳离子基团，从而获得一定的正电性，使其可以与带负电的纤维、填料粒子相互作用从而提高助留、助滤和增强效果。

本发明的技术方案：一种高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法，实施本发明的关键在于：瓜尔胶原粉经过碱化、醚化、冷却、中和、研磨、干燥、粉碎、过筛，包装即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。

1、瓜尔胶原粉的碱化：本发明采用低温碱化工艺，碱性催化剂的用量是瓜尔胶原粉重量的0.5％-4.0％，碱化温度为20-50℃，时间为10-100min，反应体系中的OH^-使瓜尔胶的羟基转变成负氧离子，大大增强了瓜尔胶羟基的亲核能力，从而显著地提高了产物的取代度。而且低温碱化可有效降低瓜尔胶的分解反应，提高阳离子瓜尔胶产品的粘度。

所述的碱性催化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。使用时配制成溶液，质量浓度为10％-60％。

2、瓜尔胶的醚化反应：在助剂的作用下，在上述碱化的瓜尔胶中加入阳离子醚化剂，阳离子醚化剂的用量为瓜尔胶重量的10％-60％，醚化反应时间为1-5h，反应温度为60-90℃。通过助剂的作用，能有效提高醚化反应的效率，提高其与带负电的纤维、填料粒子相互作用，从而提高助留助滤和增强效果。

所述的阳离子醚化剂选自2，3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵。

所述的助剂选自氯化钠或氯化钾。助剂的使用量为瓜尔胶原粉重量的0.5％-10％。

3、冷却、中和：对醚化后的产品冷却后用酸进行中和。

所述的酸选自稀盐酸或醋酸，其质量浓度为10％-50％。

4、研磨、干燥：步骤(3)所得物料经过研磨之后的产物进入气流干燥机，在105-130℃条件下干燥2-10min，干燥后的干料含水率在8％-12％。

5、粉碎、过筛、包装：本发明采用粉碎机打粉，经过干燥去湿后的物料经过粉碎机打粉之后细度达到100目以上，通过振动筛进行筛分，振动筛出来的粉体及时进行分批、分级包装，即得高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶。

本发明的有益效果：本发明与已有技术相比具有以下优点：采用低温碱化提高了阳离子瓜尔胶产品的粘度，醚化反应条件温和，产品阳离子取代度高，可以较好的与带负电的纤维、填料粒子相互作用从而提高助留、助滤和增强效果，使用较少的量就能达到很好的助留助滤效果，是一种高效的助留助滤剂。

附图说明

图1高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的生产工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

本发明高效助留助滤剂阳离子瓜尔胶的制备方法采用以下工艺步骤：