芋头淀粉改性工艺与絮凝剂功能特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：近年来,天然高分子由于具有无毒、来源广泛、价格低廉和可生物降解等优点,被国内外科研工作者广泛用来研制高分子絮凝剂,这种絮凝剂适合处理水质复杂的废水,尤其是复杂多变的废水,既可用于单独处理,也可与其他处理方法联合使用,减少废水对环境的污染。

改性絮凝剂(modifiedflocculant)的研究和生产,其原料大体可分为淀粉、纤维素、甲壳素、木质素以及单宁等。在改性絮凝剂的众多研究方向中,淀粉改性絮凝剂的研究开发引人注目。因为淀粉资源十分丰富。据统计,自然界中含淀粉的天然碳水化合物产量达5000亿万吨,远远超过其它有机物,是人类可以取用的最丰富的有机资源,价格低廉;淀粉分子具有多个羟基,通过这些羟基的酯化、醚化、氧化、交联等反应,能改变淀粉的性质,工业上便是利用这些反应来生产改性淀粉。

在众多天然改性高分子絮凝剂中,淀粉改性絮凝剂的制备研究尤为引人注目。由于淀粉分子带有很多羟基,可以通过这些羟基的酯化、醚化、氧化、交联等反应,来改变淀粉的性质,从而达到净化污水的目的。淀粉还能与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等人工合成高分子单体进行接枝共聚反应,分子链上接有人工合成高分子链,使共聚物具有天然高分子和人工合成高分子两者的性质。通过淀粉改性接枝，可以提高絮凝性能，更好的处理各种污水。本课题采用的材料是芋头淀粉。

2. 研究内容和预期目标

本论文研究主要内容如下：

（1）采用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（gta）为阳离子醚化剂对芋头淀粉进行离子化改性，并用凯氏定氮法测淀粉中阳离子取代度。

（2）阳离子芋头淀粉接枝丙烯酰胺

3. 研究的方法与步骤

1、芋头淀粉的制备

2、芋头淀粉的阳离子化改性：阳离子醚化剂2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的制备，采用阳离子取代度为正交试验测量指标对阳离子化改性工艺条件进行优化。

3、阳离子化芋头淀粉接枝丙烯酰胺：将装有搅拌器、温度计的三口烧瓶，置于恒温水浴锅中，加入一定量的蒸馏水和阳离子淀粉，在氮气保护下，搅拌并加温至85度，糊化30min，然后降至一定的温度，先加入一定量的引发剂，引发30s，然后加入一定量的丙烯酰胺单体，反应一定的时间，冷却至室温，停止通入氮气，得到阳离子淀粉接枝丙烯酰胺的产物。并采用接枝淀粉的接枝率为指标，对阳离子淀粉接枝丙烯酰胺工艺条件进行优化。

4. 参考文献

[1] 严文瑶, 钱岑, 阳离子型改性絮凝剂的制备及在废水处理中的应用[j]. 江苏石油化工学院学报, 2001,13(4):7-101

5. 计划与进度安排

1、2015-12-28～2022-03-11接受任务、查阅和翻译文献、撰写及完成开题报告；

2、2022-03-12～2022-04-10芋头淀粉的制备及其阳离子化改性

3、2022-04-11～2022-05-06阳离子化芋头淀粉接枝丙烯酰胺及酶改性后再改性