瓜尔胶.ppt

A.植物胶及其分类,B.瓜尔胶的结构及应用,纲要,植物胶的结构及性能,常见的植物胶,瓜尔胶的性质及纯化,植物胶,瓜尔胶的改性,瓜尔胶的应用与展望,A.,B.,A1.About植物胶,植物胶是天然水溶性高分子的一种,它是用温水浸泡植物或植物的种子,提取其中粘液而制得 其主要成分是半乳甘露聚糖,还有蛋白质、纤维素、水分及少量钙、镁等无机元素 国外研究植物胶已有近百年的历史,我国从 20世纪 70年代开始研究利用的一种天然植物胶,A2.几种常见的植物胶,植物胶种类繁多,常见的有阿拉伯胶、瓜尔胶、 罗望子多糖胶、刺槐豆胶、胡麻胶、香豆胶等 这些植物在我国都有一定的种植,资源相当丰富中文名 阿拉伯胶 别名 阿拉伯树胶、金合欢胶 英文名 Arabic gum: Acacia gum 相对分子质量 主要成分 由L-阿拉伯糖、L-鼠李糖、D-半乳糖和D-葡萄糖醛酸组成的多支链的多糖类及其钙、镁和钾盐 阿拉伯胶是把豆科金合欢属的阿拉伯树的树干上自然渗出的凝固物收集起来，或是将树干割破而渗出的液状物，经干燥而得中文名 槐豆胶 别名 豆角胶 英文名 locust bean gum 相对分子质量 主要成分 由一分子D-半乳化糖和和四分子D-甘露糖为构成单元的高分子多糖类聚合体，是一种半乳甘露聚糖。

聚合物的主链由甘露构成，支链是半乳糖甘露糖与半乳糖的比为4：1.,下面简要介绍几种常见的植物胶：,A2.几种常见的植物胶（续）,中文名 罗望子多糖胶 别名 罗望子胶、酸角种子多糖胶 英文名 tamarind gum 相对分子质量 主要成分 由半乳糖、木糖及葡萄糖以1：3：4比例组成的一种中性糖 将罗望子的荚果种子胚乳进行烘烤、粉碎，再用水剂进行提取、精制而成中文名 瓜尔胶 别名 瓜尔豆胶 英文名 guar gum 相对分子质量 主要成分 由直链D-甘露糖和每隔一个D-甘露糖在侧链上的D-半乳糖组成甘露糖与半乳糖的比为2：1A3.植物胶的结构及性能,植物胶的主要成分是半乳甘露聚糖,属多糖类天然高分子化合物,分子量因来源不同而异 其结构主要是由β-1,4甘露糖苷的链连结着的 α-1,6半乳糖苷的旁枝单元所组成 同种植物的半乳糖和甘露糖比值保持不变,不同的植物有各自固定的比值 半乳糖 -甘露糖结构具有较好的水溶性和交联性,而且在低浓度下能形成高粘度的稳定性水溶液3.1 植物胶的结构：,D-甘露糖 111222,121122,121222,A3.植物胶的结构及性能（续）,d.凝胶。

水合后的植物胶可与硼砂、重铬酸盐等多种化学试剂发生胶联作用 ,形成具有一定粘弹性的非牛顿型水基凝胶,这种凝胶的粘度要比胶粘液粘度高几十倍甚至上百倍3.2 植物胶主要的性能包括：,a.水溶性植物胶不溶于乙酸、甘油 、甲酰胺等任何有机溶剂,水是植物胶的唯一溶剂b.粘度植物胶遇水能溶胀,水合形成高粘度的溶胶液,其粘度随粉剂浓度增加而显著增加植物胶液属于非牛顿型流体,粘度随剪切速度增高而降低c.耐盐性能由于它的非离子性,植物胶液一般不受阴、阳离子的影响,不产生盐析现象基于植物胶的以上性质,所以被作为增稠剂、稳定剂、粘合剂而广泛用于石油、医药、纺织、采矿、日化、建筑、食品、造纸、农药等行业A3.植物胶的结构及性能（续）,B1.瓜尔胶的结构,许多淀粉分子形成螺旋状结构，而瓜尔胶分子则形成直链结构 瓜尔胶豆磨碎，筛分、除去皮和胚芽得到胚乳，碱性溶剂去壳、水洗、酸中和，干燥、过筛B2.瓜尔胶的性质,(1)天然胶中瓜尔胶的黏度最高，而且具有良好的无机盐类兼容性能，受1价金属盐，如耐受食盐的浓度可高达60% (2)瓜尔胶最大的特点就是它与纤维素的结构非常相似，这种相似性使它对纤维素有很强的亲和性 (3)瓜尔胶在冷水中迅速溶解，在相对低浓度下形成均一高密度胶体；在冷热水中均能溶解并达最高浓度。

B3.瓜尔胶的纯化,主要包括： （1）生物酶水解； （2）采用丙酮和乙醇对瓜尔胶交替处理，结合离心和沉淀方法进行精制； （3）用Fehling试剂沉淀处理提纯瓜尔胶的方法较多，目前主要是酶法和化学法瓜尔胶,B4.瓜尔胶的改性,叔胺烷基醚和季铵烷基醚瓜尔胶是主要的商品阳离子瓜尔胶与叔胺烷基醚瓜尔胶相比,季铵烷基醚瓜尔胶阳离子性强且可在广泛的pH值范围内使用季铵烷基醚瓜尔胶发展迅速,特别是带有环氧的阳离子化试剂制备的阳离子瓜尔胶4.1阳离子改性,B4.瓜尔胶的改性,阳离子瓜尔胶能有效改善助留,显著提高填料留着率,对纸张匀度无太大影响,不影响脱水 有研究表明 ，将阳离子瓜尔胶与阳离子淀粉按一定比例预先混合、糊化后使用,比不经预先混合而分别使用2种助剂相比,强度提高20%左右,更重要的是消除了单独使用阳离子瓜尔胶时“粉尘”(阳离子瓜尔胶粉)对人体的危害及耗水量大的弊端4.1阳离子改性（续）,B4.瓜尔胶的改性,4.2阴离子改性,阴离子瓜尔胶的制备是通过碱性条件下引入带负电荷的基团实现的,可以引入的阴离子基团很多,包括羧甲基、磺酸基和磷酸酯基等带有磺酸基的阴离子瓜尔胶,阴离子瓜尔胶可用来提高纸张的耐折度,并减少湿强剂用量。

B5.瓜尔胶的应用,由于其独特的性能,瓜尔胶及其衍生物目前已作为增稠剂、稳定剂、起泡剂、絮凝剂等而广泛用于食品、纺织、医药、石油、造纸、炸药、化妆品等领域，是除纤维素外用量最大的天然高分子材料B5.瓜尔胶的应用,5.1瓜尔胶改性水性涂料,通过羟乙基或羟丙基等改性的瓜尔胶已用作水性涂料的增稠剂取代传统昂贵的羟乙基纤维素(HEC)并获得良好经济及社会效益 利用瓜尔胶用作涂料助剂的综合性能，可作为增稠剂完全取代传统的250HBR，而且对乳胶漆这样的复杂胶体系统而言有良好改进作用，在保证一定触变性能的基础上为系统带来良好流平性并有良好助成膜作用，这不仅可适当降低成膜助剂用量，而且在保证涂层性能的基础上可适当降低乳液用量B5.瓜尔胶的应用,(1)作为制造涂料的流变助剂，瓜尔胶系列WP-15M、WP-20M、WP-25M、WP-30M在乳胶漆中可替代传统的羟乙基纤维素(HEC)且有明显价格优势因此将改性瓜尔胶引人乳胶漆生产，可大幅度降低乳胶漆制造成本，最大限度地提高经济效益 (2)WP-15M对样品耐水性有突出贡献，但能否通过适当加工而作为专门流变改性剂使用，以通过提高涂层性能来达到在保证涂层性能的基础上适当降低乳液用量，从而降低涂料成本，则有待进一步研究。

B5.瓜尔胶的应用,1.对涂膜的高品位保护性、一定的耐洗刷性和储存稳定性2.良好的溶涨性、增稠性根据国外资料报道，瓜尔胶是目前世界上最好的增稠剂乳胶涂料中添加一定量的瓜尔胶，可以减少24%左右的中、低剪切增稠剂的用量瓜尔胶在乳胶涂料中的应用效果：,近年来,已有数十家涂料企业将瓜尔胶应用于乳胶涂料中，初步取得了明显的品质效果、经济效果、节代石油制品的效果非离子瓜尔胶液应用于内、外墙乳胶涂料的过程中做了一些基础工作，取得了一些明显效果3.优越的流平性,它在保证一定的触变性能的基础上,为系统带来良好的流平性,而且具有良好的助成膜作用依据油田主要生产工艺，植物胶的分类主要为钻井、采油用化学品我国工业上常用的半乳甘露聚糖胶有3种，分别是瓜尔胶，田菁胶和胡芦巴胶5.2瓜尔胶在油田的应用,B5.瓜尔胶的应用,瓜尔胶在油田中的应用主要分为以下5方面：,(1)增稠剂压裂工艺是油气井增产的一项主要措施2)降滤失剂压裂酸化施工中要造成长而宽的裂缝，需减小液体漏入地层的速度，因而应加入降滤失剂3)稠化酸稠化酸又称胶凝酸，是指通过加入稠化剂提高粘度的酸由于其粘度高，滤失性低，起缓速缓蚀的作用4)封堵剂钻孔时经常需要临时封闭或堵塞某一渗透层，而对另一欠渗透的地层进行施工。

5)堵水作业 确切地说应该是控制水油比或控制产水B5.瓜尔胶的应用,5.2瓜尔胶在油田的应用(续),仅使用海藻酸钠和淀粉糊料已远远不能满足高质量的印花要求并且近年来,由于海洋污染,导致海藻产量下降,海藻酸钠资源紧张,价格日趋上涨；农作物价格上涨,直接影响到了淀粉的价格这两种糊料价格的大幅上涨,使印花成本不断提高,直接影响到生产厂家的经济效益 因此,寻找海藻酸钠和淀粉的理想替代品,不但可以改善印花性能,也可以降低生产成本中国对半乳甘露糖胶的研究起步较晚,目前在纺织印花工业中的应用还不完善因此,对瓜尔胶的研究和开发利用也将会对中国的半乳甘露糖胶的开发利用起到积极的推动作用5.3在印花色浆中的应用,B5.瓜尔胶的应用,6.1生物固定化载体材料,瓜尔胶可用于固定化酪氨酸酶生物膜的制备 Sanket Tembe等将3％琼脂糖和1％瓜尔胶的水溶液各1 mL混合后，并加入适量的酪氨酸酶，然后在玻璃板表面上成膜，干燥后可获得理想的生物膜，酪氨酸酶被包埋在琼脂糖-瓜尔胶合成的基质中利用该生物膜构建出电化学生物传感器B6.瓜尔胶的发展展望,6.2在药物控制释放领域的应用,易菊珍等以羧甲基纤维素钠与阳离子瓜尔胶为原料，制得不同配比的多糖共混膜，作为药物布洛芬的载体。

6.3在渔业和环保上的应用,B6.瓜尔胶的发展展望,瓜尔胶作为黏合剂加入饲料明显增强了鱼类粪便的颗粒稳定性和机械强度，便于粪便的及时清理，减轻了对鱼群的危害 不同质量和剂量的瓜尔胶作为鱼饲料黏合剂对鱼类排泄物稳定性的影响亦有不同，其中高等黏度的瓜尔胶效率为最高，黏度和弹性模量分别达到了266％和209%。