一種羧甲基瓜爾膠的制備方法
【專利摘要】一種新的羧甲基瓜爾膠的制備方法，其制備反應(yīng)過(guò)程由堿化反應(yīng)、醚化反應(yīng)和后處理三步組成。以瓜爾膠原粉為原料，用乙醇作為反應(yīng)溶劑、氫氧化鈉為催化劑制備羧甲基瓜爾膠，制得的羧甲基瓜爾膠的粘度為3600mPa.s，取代度為0.68。本發(fā)明在乙醇溶液中進(jìn)行瓜爾膠的羧甲基化反應(yīng)，使得氯乙酸與瓜爾膠反應(yīng)得到的羧甲基瓜爾膠取代度高、粘度高、溶解性好、水不溶物低。制備反應(yīng)過(guò)程中所涉及到的原料、工藝路線都符合綠色化學(xué)的要求，不會(huì)產(chǎn)生污染物，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)。本發(fā)明制備路線短、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種羧甲基瓜爾膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改性瓜爾膠的制備方法，具體說(shuō)是一種羧甲基瓜爾膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瓜爾膠是一種環(huán)境友好的天然高分子植物膠，瓜爾膠改性得到的衍生物是除纖維素之外，用量最大的天然高分子，具有很好的水溶性和增稠性；但瓜爾膠又具有水不溶物含量高、溶解速度慢、粘度不易控制、耐熱性差、易被生物降解、耐電解質(zhì)和耐剪切性較弱等缺點(diǎn)，使瓜爾膠的應(yīng)用受到很大限制。通過(guò)化學(xué)改性，可以提高其理化性能，解決瓜爾膠的這些缺點(diǎn)；而羧甲基瓜爾膠是瓜爾膠分子的部分羥基被羧甲基取代的陰離子瓜爾膠衍生物，具有粘度高、溶解速度快、透明度和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為增稠劑、穩(wěn)定劑、絮凝劑等應(yīng)用于紡織、印染、石油、造紙、炸藥及化妝品等領(lǐng)域。特別是可用于紡織工業(yè)中的紡紗膠水，紡織物上漿和印染的高級(jí)原料。在原油開(kāi)采壓裂液中也能夠得到更好的應(yīng)用，以代替廣泛使用的羥丙基瓜爾膠；因其比羥丙基瓜爾膠價(jià)格低，所以可使壓裂液的成本大幅降低。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)羧甲基瓜爾膠制備工藝方面的報(bào)導(dǎo)很少，特別是制備高粘度、高取代度羧甲基瓜爾膠的工藝方法幾乎沒(méi)有。有關(guān)羧甲基瓜爾膠制備方法的文獻(xiàn)主要有兩方面，一是以丙酮、甲醇、異丙醇或與乙醇混合溶劑為主的制備方法，這些方法中使用的溶劑價(jià)格較貴、毒性較大，使得羧甲基瓜爾膠的生產(chǎn)成本較高，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，與當(dāng)前倡導(dǎo)的發(fā)展綠色化學(xué)的主題不相適應(yīng)。另一是半干法化學(xué)合成羧甲基瓜爾膠并用作絮凝劑，該方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)不完全，使得其粘度、取代度都不高，瓜爾膠的性能改變也不會(huì)太大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新的羧甲基瓜爾膠的制備工藝方法，即瓜爾膠的改性研究；其瓜爾膠改性反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理及瓜爾膠、堿化瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠的結(jié)構(gòu)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種羧甲基瓜爾膠的制備方法，其特征在于，包括堿化反應(yīng)、醚化反應(yīng)和后處理三步驟，按下述方法制備而成: 1)堿化反應(yīng) 在室溫下，首先將瓜爾膠原粉加入到三口瓶中，按質(zhì)量比為1:3.5~4.0加入乙醇，再按1:0.15~0.17的質(zhì)量比加入氫氧化鈉，在20~25°C下攪拌反應(yīng)30min，得到堿化反應(yīng)液； 2)醚化反應(yīng) 在上述堿化反應(yīng)液中按瓜爾膠原粉與氯乙酸質(zhì)量比為1:0.18~0.22加入氯乙酸，開(kāi)始升溫至60~70°C，使反應(yīng)液在60~70°C攪拌反應(yīng)55~60min，得到醚化反應(yīng)液； 3 )后處理 將上述醚化反應(yīng)液降溫至30°C后，用鹽酸調(diào)反應(yīng)液的PH到7.5，然后按瓜爾膠原粉與質(zhì)量濃度70%乙醇為1:2.0~2.5的質(zhì)量比的70%乙醇洗滌兩次，最后按瓜爾膠原粉與無(wú)水乙醇 為1:2.0~2.5的質(zhì)量比的無(wú)水乙醇洗滌一次，置于烘箱中于75~80°C干燥I小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基瓜爾膠的制備方法，其特征在于所述堿化反應(yīng)中乙醇的質(zhì)量濃度為90%。
【文檔編號(hào)】C08B37/00GK103709264SQ201310679878
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月15日
【發(fā)明者】石赟, 戚文博 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)