殼聚糖的接枝共聚產物及其應用

時間：2023-03-24 05:39:58來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

殼聚糖的接枝共聚產物及其應用

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

殼聚糖的接枝共聚產物及其應用

用不飽和烯類單體與殼聚糖接枝共聚是對其進行化學改性的重要方法。目前所用改性單體有陽離子烯類單體改性如二甲基-二烯丙基氯化銨、非離子或陰離子型單體如丙烯酰胺、丙烯腈和丙烯酸等。

[制備方法]

(1)將水浴鍋調至80℃，待溫度恒定后，將1.00g殼聚糖放入盛有1.5%(體積濃度)的乙酸溶液的三口反應瓶中，通入氮氣，開始攪拌。待殼聚糖完全溶解后，加入引發劑硫酸鈰銨0.2g，10min后加入丙烯酰胺單體0.75g，反應3h后，冷卻至室溫，用無水乙醇洗滌得到白色沉淀，再用無水乙醇反復洗滌至中性，得到接枝共聚產物。

(2)將裝有攪拌器，通入N2的三口反應瓶置于恒溫水浴鍋中，加入體積分數為1.5%的冰乙酸水溶液95mL，干燥后的殼聚糖2g，在30℃下攪拌30min，滴加0.1g/L的引發劑過硫酸銨溶液5mL，15min后，分別加入丙烯酰胺單體4g，二甲基二烯丙基氯化銨單體2g，繼續反應3h，冷卻至室溫，反應產物即為接枝共聚物。

(3)將脫乙酰度80%的殼聚糖經水洗、風干、恒重后，配成質量分數為2%的殼聚糖-乙酸水溶液，取100mL該水溶液裝入帶溫度計和攪拌棒的三口燒瓶中，按不同質量分數分別加入丙烯酰胺固體，通氮氣攪拌使其溶解后開始升溫至80℃，在20min內分2次投加引發劑過硫酸銨合計0.2g，繼續反應3h后停止通氮氣，待反應體系溫度降至室溫，即得接枝共聚產物。

(4)在三口燒瓶中依次加入100mL溶劑、經甲醇溶脹的殼聚糖2.0g、硫酸鈰銨0.4g、濃硫酸1.5mL，丙烯酰胺1.5g，控制反應溫度為80℃，反應時間8h，冷卻至室溫，即得AAM-CHT乳液。

(5)采用兩步法，先用二甲胺和烯丙基氯反應生成二甲基烯丙基叔胺，分離后加入烯丙基氯，于丙酮介質中析出高純度DMDAAC單體；稱取0.65g殼聚糖溶于100mL體積分數5%的醋酸溶液中，在90℃、通氮氣、攪拌下依次加入1mL硝酸鈰銨溶液(濃度0.055mol/L)和10mL DMDAAC純水溶液(濃度0.40mL/L).10mL，反應3h，冷卻后，用乙醇沉淀、洗滌、抽濾、真空干燥的粗產品并稱重、再把粗產品用丙酮在索氏萃取器中抽提8h除去均聚物后，真空干燥即可。

[應用]張印堂等對pH值為6.00，各絮凝劑用量均為20mg/L的條件下，真空抽濾5min后各試樣的泥餅含水率進行了測定，考察各絮凝劑在降低污泥含水率方面的作用大小，實驗結果見表11-1。

表11-1 各泥餅的含水率

實驗合成的三種殼聚糖接枝共聚物中，陽離子型接枝共聚物較適于污泥的脫水，抽濾5min后，即可將污泥的含水率從95.4%降低到86.4%，低于其他幾種常用的污泥脫水劑。

譚淑英等對殼聚糖和堿鋁復配應用于煉油活性污泥的處理效果進行了研究，并與GD-112(主要成分是聚丙烯酰胺)、堿鋁的復配進行了比較。結果表明，殼聚糖和堿鋁復配后作為活性污泥脫水劑，投加量為殼聚糖1.67mg/L、堿鋁10mg/L時，即有很好的效果，pH值適用范圍為6.0～7.0。在活性污泥pH值為7.0時，殼聚糖、堿鋁復配與GD-112、堿鋁復配在實驗濃度范圍內效果基本相當。

Asano等用商品名稱為Flonac的脫乙酰殼聚糖對厭氧消化污泥進行脫水處理試驗，發現污泥脫水劑加入量(以污泥中懸浮固體含量計，下同)為0.7%～1.5%，污泥經凝聚和離心分離后，有96%以上的懸浮固體分離出來形成含水量為65%～75%外觀干燥的污泥餅；用0.6%～1.4%的污泥脫水劑處理由厭氧消化污泥和活性污泥組成的混合污泥時，污泥中懸浮固體的96%以上可以分離出來，污泥餅的含水量為75%～83%?；钚晕勰嗍禽^難脫水的污泥，當污泥脫水劑的加入量為0.8%～2.2%時，懸浮固體的分離量仍達到96%。污泥脫水時若不加入脫乙酰殼聚糖，從污泥中離心分離出來的懸浮固體量不足60%。Bough等亦曾用脫乙酰殼聚糖對啤酒廠廢水生化處理時產生的活性污泥，進行過脫水處理。當污泥脫水劑的加入量為0.6%～0.8%，用Sharples BD-1型連續式離心機分離凝聚物，結果懸浮固體的分離量為95%。

古森堯喜在對面包酵母廠廢水生化處理所產生的活性污泥作脫水試驗時，發現在聚合氯化鋁存在下，有脫乙酰殼多糖幫助污泥脫水效果會更好。陽離子型的殼聚糖絮凝劑用于污泥的脫水處理在日本已被廣泛工業化應用。

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