仲恺农业工程学院论文题目：改性淀粉絮凝剂的制备及其在水处理方面应用论文作者：黄文黎惠拉陆婉鸿作者学号：201211014112 201211014116 201211014118所在院系：化学化工学院专业班级：应化121班指导老师：李英玲目录1 改性淀粉絮凝剂的分类 (4)1.1 非离子型改性淀粉絮凝剂 (4)1.1.1 糊精 (4)1.1.2丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂 (5)1.1.3 羟丙基淀粉絮凝剂 (5)1.2 阳离子型改性淀粉絮凝剂 (6)1.2.1 阳离子淀粉絮凝剂 (6)1.2.2 接枝淀粉絮凝剂 (7)1.3阴离子型改性淀粉絮凝剂 (8)1.3.1磷酸酯淀粉絮凝剂 (8)1.3.2 黄原酸酯淀粉絮凝剂 (9)1.3.3 羧基阴离子型淀粉絮凝剂 (9)1.4 两性改性淀粉絮凝剂 (9)1.5复合型絮凝剂 (10)2 变性淀粉制备的工艺 (10)2.1物理变性 (10)2.2淀粉的化学变性 (11)2.2.1两种生产方法的选择 (11)2.2.2 变性淀粉湿法制备工艺[12] (12)2.2.3 变性淀粉干法制备工艺[12] (13)2.2.4湿法与干法的比较 (14)2.3淀粉的酶变性 (14)2.4淀粉的超声波转化 (15)2.5复合变性 (15)3 改性淀粉絮凝剂在污水处理中的应用 (16)3.1淀粉类衍生物絮凝剂的应用的相关介绍 (16)3.2绿色淀粉絮凝剂在废水处理中应用进展 (16)3.2.1阳离子化淀粉改性絮凝剂[32][34] (16)3.2.2阴离子化淀粉改性絮凝剂 (17)3.2.3两性淀粉絮凝剂[34] (17)3.2.4接枝共聚淀粉絮凝剂 (18)3.2.5 复性絮凝剂[39] (18)4 改性淀粉絮凝剂的展望 (18)5结语 (19)改性淀粉絮凝剂的介绍及其在水处理方面应用化学化工学院应化121班黄文黎惠拉陆婉鸿【摘要】淀粉是自然界中人类可取用的最丰富的有机资源之一，天然淀粉的来源非常广泛。

尤其是针对现在全球水资源的紧缺和水环境污染的加剧的情况,淀粉基改性絮凝剂的研究尤为引人注目。

本文综述的介绍了每类改性淀粉絮凝剂的特点、改性淀粉的制备工艺及其在水处理方面的应用与展望。

【Abstract】Starch was the most abundant organic resources with desirable human nature, the source of nativestarch was widely used. Especially the case for the present shortage and water pollution exacerbated the global water. Starch-modified flocculants was particularly striking. This paper described the overview of each type of modified starch flocculants characteristics, preparation process and application prospect.【关键词】天然高分子絮凝剂改性淀粉絮凝剂分类制备工艺应用展望【Key words】Natural polymer flocculent modified starch flocculent classification application prospects【引言】随着人类环境保护意识的提高,越来越多的人认识到合成高分子絮凝剂难降解问题和生物毒性问题。

这一点已经严重阻碍了有机高分子絮凝剂[1-2]的发展。

因此,合成一种廉价、高效、环境友好、无二次污染的有机高分子絮凝剂己经迫在眉睫。

与合成高分子絮凝剂相比,传统的天然高分子絮凝剂其分子量有限、表面电荷低、絮凝效果差、且易发生生物降解而失去絮凝活性,因此在水处理中一直没有得到很好的应用。

但是天然高分子絮凝剂具有选择性多、来源广泛、无毒、价廉、可生物降解等显著特点。

而这些特点恰恰是人们对于环境友好絮凝剂的要求。

因此提高其絮凝性能成为现今天然高分子絮凝剂的研究热点。

从近几十年来天然高分子絮凝剂的研发来看,几乎所有用于提高天然高分子絮凝性能的方式都是化学改性。

目前有利用价值的商用天然高分子絮凝剂也几乎都是化学改性天然高分子絮凝剂。

按照天然高分子絮凝剂原料的不同可以大致分为淀粉类絮凝剂、纤维素类絮凝剂、木质素类絮凝剂、壳聚糖类絮凝剂、蛋白质类絮凝剂、以及植物胶类絮凝剂等。

改性天然高分子材料做絮凝剂，[3-6]具有材料来源广、无毒害作用等特点，且产物完全可被生物降解，在自然界形成良性循环。

据统计，淀粉是自然界中人类可取用的最丰富的有机资源之一，天然淀粉的来源非常广泛，玉米、土豆、木薯、小麦等均有高含量的淀粉。

因此，在众多天然高分子絮凝剂中，淀粉基改性絮凝剂的研究尤为引人注目。

作为纯天然的天然高分子絮凝剂，由于其自身存在某些缺点，限制了它的使用范围，开发以淀粉为基体，经化学改性或物理改性形成天然改性高分子絮凝剂，有着很好的应用前景。

经改性后的淀粉絮凝剂，具有更多的官能团和更长的分子链，可合成多种淀粉衍生物，使其絮凝基团分散，从而对悬浮颗粒有更好地捕捉与促沉作用，所以该类絮凝剂具有多功能的特性，不但具有有机合成高分子絮凝剂的一些特点，而且具有天然高分子的某些优势，具有重大的研究意义。

1 改性淀粉絮凝剂的分类经过不同方法处理的改性淀粉可作为多功能污水絮凝剂用于水处理,按所带电荷的不同,淀粉类絮凝剂可分为非离子型、阳离子型、阴离子型、两性和复合型等。

1.1 非离子型改性淀粉絮凝剂1.1.1 糊精糊精通常分为三类：白糊精、黄糊精和英国胶或称“不列颠胶”。

它们之间的差异在于对淀粉的预处理方法及热处理条件不同。

糊精的相对分子质量为800～79000,可用作絮凝剂和抑制剂。

糊精广泛应用于医药、食品、造纸、铸造、壁纸、标签、邮票、胶带纸等的粘合剂。

在作药片粘合剂时，需要快速干燥，快速散开，快速粘合及再湿可溶性，可选择白糊精或低粘度黄糊精产品。

在作标签、邮票粘合剂时，需要粘度高，形成的薄膜具有强韧性，适宜用白糊精或英国胶。

在纺织印染中可作为印花糊料。

干糊精是一种黄白色的粉末，它不溶于酒精，而易溶于水，溶解在水中具有很强的粘性，淀粉质原料在进行蒸煮时，淀粉分子受热分解，首先就生成了糊精。

这时如果加入一滴碘时，溶液就会呈红紫色，而不是象淀粉遇碘那样呈蓝色。

生产上通常把淀粉质原料在高温、高压下进行蒸煮，使淀粉细胞彻底破裂，淀粉由颗粒状态变为液糊状糊精的过程就叫做原料的糊化。

生产方法和材料来源不同，糊精的物理特征稍有不同。

水溶液中，随着温度、密度、PH或其它特性的改变，糊精分子有聚集趋势。

随着糊精溶液的老化、凝胶化或退减化引起粘度增加，对于溶解性较差的玉蜀黍淀粉糊精尤其显著。

糊精溶液具有触变性，剪切作用下粘性降低，静置后成糊或成凝胶。

制备过程的残留酸能引发进一步水解，并导致溶液逐渐变稀薄。

残留的酸（经常存在于溶解性较差的糊精，例如焦糊精），也会导致贮存过程中粘性降低，为了消除这些问题，人们往往在冷却的容器中用氨或碳酸钠中和低溶解度的糊精。

其糊化程度用糊化率来表示：糊化率=糊精或可溶性碳水化合物/总糖 x100%。

1.1.2丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂淀粉接枝共聚物是由于在淀粉上接枝了具有絮凝功能的聚合物侧链,侧链基团与许多物质亲和、吸附,形成氢键;或这种侧链与被絮凝物质形成物理交联状态,使被絮凝物质沉淀下来,如染料废水中的染料、造纸厂废水的短纤维及其他悬浮物等,还可用于含汞废水、电镀废水及石油废水的处理。

聚合物应用的关键在于其分子形态、相对分子质量、离子度。

使用小分子絮凝剂时,当被絮凝物质被吸附在其周围,因絮凝物颗粒之间产生斥力而影响絮凝效果,而接枝型淀粉是高分子絮凝剂,它克服了这一缺点。

该共聚物是以淀粉亲水的刚性链为骨架，配以柔性的聚丙烯酰胺支键，构成刚柔相济的网状结构，其分子中的羟基和酰胺基团对废水具有絮凝效应。

由于其支化结构适当地分散了絮凝基团，在水中有较大的空间体积和细长的支链，因此，在一定的条件下，絮凝效果优于一般的无机絮凝剂和有机絮凝剂。

另外，还由于其适用范围广，用量少，成本低，不产生二次污染，是一种新型的废水处理剂[7]。

乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备生物可降解高分子材料的重要途径之一,激发羟基引发剂的筛选是淀粉接枝共聚反应的关键所在。

目前主要使用的引发剂体系有化学法和辐射法[8]。

辐射法也是一种有效的使淀粉形成活性引发中心的方法,活性引发中心可以是自由基、阴离子、阳离子或自由基-阴离子和自由基-阳离子。

1.1.3 羟丙基淀粉絮凝剂羟丙基淀粉在强碱性条件下，由淀粉与环氧丙烷反应制得。

白色（无色）粉末，流动性好，具有良好的水溶性，其水溶液透明无色，稳定性好。

对酸、碱稳定，糊化温度低于原淀粉，冷热黏度变化较原淀粉稳定。

与食盐、蔗糖等混用对黏度无影响。

醚化后，冻融稳定性和透明度都有所提高。

有羟丙基取代基的淀粉衍生物的性质，构成淀粉的葡萄糖单位有3个可被置换为羟丙基，因此可获得不同置换度的产品。

作为絮凝剂，有以下特点：提供非常好的快速增稠能力；中等粘度，有较高的保水性；用量小，极低的填加量即能达到很高的效果；可以与甲基纤维素（MC）或羟丙基甲基纤维素(HPMC)配合使用、减少纤维素醚的使用量；提高材料整体的的抗下垂能力，使物料涂抹或粘贴其它材料时不往下（滑）流；有很好的润滑性，能改善材料的操作性能，使操作更滑爽。

1.2 阳离子型改性淀粉絮凝剂1.2.1 阳离子淀粉絮凝剂阳离子淀粉是在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，赋予淀粉阳离子特性。

阳离子淀粉的正电荷使它与带负电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上。

棉纤维在加工过程中，与金属机件摩擦时，常带有负电荷，对疏水性合成纤维来说更为严重，如果用带有正电荷的阳离子淀粉上浆时，不仅会有良好的粘合力，而且还具有消除静电的效果。

阳离子复合变性淀粉，即在阳离子改性前，先对淀粉进行裂解降聚，以获得低黏度的淀粉，然后再进行阳离子变性。

还有两性淀粉衍生物，即使用阳离子及阴离子两种变性剂对淀粉作双重处理而得。

产品既含有阳离子基团，又含有阴离子基团。

阳离子淀粉在工业废水处理中是优良的高分子絮凝剂和阴离子交换剂,可以吸附带负电荷的有机或无机悬浮物质,可有效地除去废水中的铬酸盐、重铬酸盐、亚铁氰化钠、钼酸盐、高锰酸盐、阴离子表面活性剂等。

淀粉经糊化与季铵盐反应制得的高取代度衍生物,可从悬浊液中絮凝有机或无机颗粒,含15%～25%季铵基的阳离子淀粉是一种全面、有效的絮凝剂,能使无规则丙烯从有规则聚丙烯的分离单元中脱离出来,絮凝效果与相对分子质量成正比。