阳离子淀粉絮凝剂制造技术

一种阳离子淀粉絮凝剂，属于分析结构中含有多种阳离子基团的阳离子淀粉高效絮凝剂。该絮凝剂分子结构中含有２－４种阳离子基团的阳离子淀粉及其交联衍生物。该阳离子淀粉是由淀粉与２－４种含季铵盐基团的化合物反应，生成阳离子淀粉衍生物，而阳离子淀粉交联衍生物，可由上述阳离子淀粉衍生物与交联剂反应，或由交联淀粉与季铵盐化合物反应得到。所用交联剂选自环氧化合物、醛类化合物、三嗪化合物或氮羟甲基化合物。由于阳离子淀粉与阳离子淀粉的交联衍生物具有阳离子的正电性，是一种具有普适性的高效絮凝剂，产品低毒或无毒，可循环利用，有利于环境保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阳离子淀粉絮凝剂，属于分析结构中含有多种阳离子基团的阳离子淀粉高效絮凝剂。
技术介绍
随着石油资源开发的日趋匮乏，对于可再生资源的研究显得愈发重要。淀粉作为一类重要的天然聚糖在可再生资源中占据着重要地位，其来源广泛、易于改性。而利用阳离子化试剂对淀粉进行改性，可以制备出阳离子淀粉衍生物，由于它对带阴电荷物质的亲核性及具有良好的糊稳定性、胶粘性、成膜性等一系列优良性能，受到国内外广泛关注，在造纸、纺织、印染、水处理、油田钻井及玻璃纤维枯合剂等领域得到广泛的应用。目前用于阳离子化改性的试剂主要为含活泼基团的季铵盐化合物，如环氧类、甜菜碱类及表氯醇化合物。 大连理工大学的张淑芬教授利用N-(2，3-环氧丙基)三甲基氯化铵为阳离子化试剂，干法制备了高取代度阳离子淀粉与交联阳离子淀粉，并将之应用于活性艳红X-3B的脱色研究，脱色率达99. 1% (具本植，张淑芬，杨锦宗，干法制备高取代度阳离子淀粉的研究，精细化工，2000，第17巻第3期，167-169 ;具本植，张淑芬，杨锦宗，交联阳离子淀粉(DS=0.95)的干法制备及其脱色性能，化学研究与应用，2001，第13巻第1期，59-62 ;具本植张淑芬杨锦宗，交联阳离子淀粉的制备及其脱色性能，应用化学，2001， 18 (6) 477-480)。W00015669利用甜菜碱酰氯为阳离子化试剂，通过酯化反应得到甜菜碱型阳离子淀粉，取代度可达O. 39，但淀粉降解严重。北京理工大学的冯长根教授采用戊二醛交联壳聚糖后利用壳聚糖上的氨基与三聚氯氰反应，所得产物与二甲胺、三甲胺反应，得到叔氨化、季铵化壳聚糖衍生物，用于铜离子吸附，吸附量为42mg/g(冯长根，白林山，任启生，二甲胺修饰戊二醛交联壳聚糖树脂的制备及性能，离子交换与吸附，2003， 19 (3) :262-268)，但壳聚糖价格高、且制备过程中耗碱量大、易造成环境污染，限制其在吸附剂领域中的应用。USP2805220利用三聚氯氰为交联剂，得到交联淀粉。USP3403146采用含三嗪环的叔氨化产物，修饰淀粉，得到如下结构的淀粉衍生物<formula>formula see original document page 6</formula> 其中至少R、R中的一个为氨基、N-取代氨基、N，N-二取代氨基、烷氧基、芳氧基或 相应巯基化合物，该衍生物为伯胺、仲胺或叔胺型淀粉衍生物。由于该淀粉衍生物是伯胺、 仲胺或叔胺型淀粉衍生物，只有在酸性条件下才能与无机酸成盐，适用范围窄。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种新的结构中同时含有两种或两种以上阳离子基团的阳 离子淀粉衍生物，即利用多种阳离子化试剂处理淀粉，得到阳离子淀粉，并可与交联剂进一步交联，得到阳离子淀粉的交联衍生物，或利用淀粉与交联剂、多种阳离子化试剂反应，得 到阳离子淀粉的交联衍生物。阳离子基团的引入，使淀粉衍生物对负电性物质，如染料，具 有强吸附、絮凝作用。因此本专利技术提供的阳离子淀粉及交联衍生物具有高效絮凝作用，并且 可以解吸，从而实现循环利用的目的。本专利技术阳离子淀粉是阳离子化试剂对淀粉的改性产物，它具有如下结构通式 q (1) (1)式中A为淀粉单元，选自谷类淀粉、薯类淀粉或豆类淀粉中的任何一种； B为以羟丙基为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式1-1所示I R2一N-X〇-CH，-CH-(1-1)R3 OH !^二氢，取代或未取代Cr(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、 氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基中的1 2种，取代或未取代苯基，当苯基上有取代基 时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「C12烷基中的1 2种；R2、 R3 =取 代或未取代C「(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰 基或烷基中的1 2种，取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、 氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「C12烷基中的1 2种，1 2、1 3可相同或不同；X选自盐酸 根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根或醋酸根中的1-2种；C为以三嗪环为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式1-2所示z、隱F^、^1(1-2)R5 其中RpRs:氯、氟、羟基、甲氧基、乙氧基、氨基或如式(1-2-1)所示的取代基XR7 (1-2-1) R6、R7 二取代或未取代C「(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、 氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基中的1 2种；取代或未取代苯基，当苯基上有取代基 时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「(^烷基中的1 2种，R6、 1 7可相 同或不同；R8二氢、取代或未取代C「(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、 溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基中的1 2种；取代或未取代苯基，当苯基上有取 代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「C12烷基中的1 2种，或如式 (1-2-2)所示的取代基R9 Rio ，—R" X〇(1-2-2)R12 其中R9 二氢，取代或未取代Q-(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「C^烷基中的1 2种；取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基中的1 2种；F为C-H2CH2-、 -CH2CH2CH2-或、《R =硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基；R10、Ru 二取代或未取代C「C^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或烷基中的1 2种，取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或CrC12烷基中的1 2种，R1Q 、 &工可相同或不同；R12二氢、取代或未取代C「(^烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「(^烷基中的1 2种；取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或C「(^烷基中的1 2种；X选自盐酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根或醋酸根中的1-2种； D是以烷基为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式1-3所示<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula> (1-3) R13 =氢、甲基、乙基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或C「C12烷基中的1 2种；R14、R15 = C「C18烷基、取代或未取代苯基，R2、R3可相同或不同，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Q-C^烷基中的1 2种；R16 = H、C「C^烷基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子淀粉絮凝剂，其特征在于：该阳离子淀粉絮凝剂具有如下结构通式：［Ａ（Ｂ）ｍ（Ｃ）ｎ（Ｄ）ｏ（Ｅ）ｐ］ｑ（１）（１）式中：Ａ为淀粉单元，选自谷类淀粉、薯类淀粉或豆类淀粉中的任何一种；Ｂ为以羟丙基为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式１－１所示：＊＊＊（１－１）Ｒ１＝氢，取代或未取代Ｃ１－Ｃ１８烷基，当烷基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种，取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氟、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、氟、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｘ选自盐酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根或醋酸根中的１－２种；Ｄ是以烷基为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式１－３所示：＊＊＊（１－３）Ｒ１３＝氢、甲基、乙基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｒ１４、Ｒ１５＝Ｃ１－Ｃ１８烷基、取代或未取代苯基，Ｒ２、Ｒ３可相同或不同，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｒ１６＝Ｈ、Ｃ１－Ｃ１８烷基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；ｒ＝０或１；Ｘ选自盐酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根或醋酸根中的１－２种；Ｅ以酯基为桥基的季铵盐基团，其结构通式如式１－４所示：＊＊＊（１－４）Ｒ１７＝氢、甲基、乙基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｒ１８、Ｒ１９＝Ｃ１－Ｃ１８烷基、取代或未取代苯基，Ｒ２、Ｒ３可相同或不同，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｒ２０＝Ｈ、Ｃ１－Ｃ１８烷基、取代或未取代苯基，当苯基上有取代基时，取代基选自硝基、氯、溴、羧基、磺酸基、氰基或Ｃ１－Ｃ１２烷基中的１～２种；Ｘ选自盐酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根或醋酸根中的１－２种；ｍ，ｎ，ｏ，ｐ为取代度，其中０＝ｍ＜３，０＜ｎ＜３，０＝ｏ＜３，０＝ｐ＜３，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑芬，具本植，唐炳涛，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]