酸類改性殼聚糖類吸附劑

時間：2023-03-24 13:30:21來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

酸類改性殼聚糖類吸附劑

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

酸類改性殼聚糖類吸附劑

①丙酮酸改性將1.8g的殼聚糖用50mL的蒸餾水溶脹，加入1.48g丙酮酸攪拌反應1h，過濾除去不溶物，緩慢滴入稀氫氧化鈉調pH值至4～5，繼續攪拌反應4h。加入硼氫化鈉溶液(一定質量的硼氫化鈉+5mL蒸餾水)，再加入一定量的蒸餾水，攪拌反應1.5h，用玻璃纖維過濾，濾液滴入適量的無水乙醇中，一邊滴入一邊攪拌，直至沉淀完全析出為止。用普通過濾裝置過濾，濾渣用約30mL無水乙醚洗滌3次，紅外線快速干燥器干燥15min后，即得易溶于水的白色粉末。

②a-酮戊二酸改性將一定量殼聚糖用蒸餾水溶脹24h后，按一定摩爾比加入a-酮戊二酸，室溫下攪拌至溶液透明，用玻璃纖維過濾。濾液用稀氫氧化鈉溶液調pH值，攪拌反應一定時間后緩慢加入硼氫化鈉溶液，控制滴加速度，使反應物不致溢出。滴加完畢后，再用稀鹽酸調節pH值至6～7，再反應24h。將反應混合物緩慢倒入95%乙醇中，產物開始析出，繼續攪拌1h，使產物完全析出。減壓抽濾，產物依次用50mL無水乙醇、無水乙醚洗滌3～4次，轉入索氏提取器中用乙醇連續萃取6h，紅外干燥，得白色粉末狀固體。

③用巰基乙酸作巰基化劑改性巰基乙酸20mL，乙酸酐15mL，邊震蕩邊加入濃硫酸等試劑，充分震蕩冷卻后，加入不同磨細度的殼聚糖(脫乙酰度84%)，在25℃搖床下震蕩3h。于暗處放置3d后，抽濾，用自來水，蒸餾水洗凈，在36.5℃真空干燥箱中烘12h。制得的改性殼聚糖置于棕色瓶中保存。配置4%的NaOH溶液。將各份樣品分別用4%的NaOH溶液洗滌，用玻璃棒迅速攪拌。改性殼聚糖形成許多顆粒而沉淀。清除堿液，在36.5℃真空干燥箱中干燥12h，取出，即得產品。

④丙烯酸為單體接枝共聚筆者和課題組成員以交聯球形殼聚糖珠體為骨架，以丙烯酸(AA)為單體，通過接枝共聚的方法賦予球形殼聚糖吸附劑弱酸型基團一羧酸基，合成出球形殼聚糖珠體/AA接枝共聚物。具體制備過程:在反應器中加入80.0g質量分數為4.0%的殼聚糖乙酸溶液(乙酸溶液的質量分數為2.0%).少量Span80、Tween80和適量的10#變壓器油，在70.0℃下攪拌60.0min，再加入適量戊二醛，反應30.0min后緩慢升溫至75.0℃，反應1.5h后冷卻，過濾，回收變壓器油，并以水洗，過濾得到交聯球形殼聚糖珠體。球形殼聚糖珠體的粒徑范圍為0.081～0.144mm，濕視密度為0.86g/mL，濕真密度為1.46g/mL。

在反應器中加入一定質量的交聯球形殼聚糖珠體(含水率25.6%)和20.0g的乙酸溶液(質量分數2.0%)，通氮氣保護，在60.0℃.下攪拌30.0min，加入引發劑，反應30.0min后加入計算量的丙烯酸(AA)單體，反應3.0h后，在60.0℃下繼續反應1.0h，依次進行冷卻、過濾、水洗、丙酮洗和干燥即得球形殼聚糖珠體/AA接枝共聚物。

a.引發劑種類。接枝共聚反應的關鍵在于使殼聚糖骨架的大分子鏈上產生活性中心，即可由該活性中心引發單體聚合而形成支鏈。選用硝酸鈰銨、硝酸鈰銨/HNO2、過硫酸銨、過硫酸銨/亞硫酸氫鈉和H2O2-Fe2+體系5種引發劑，實驗結果見表4-50(引發劑用量為5.0%)。

表4-50引發劑種類對接枝反應的影響

表4-50中數據表明：引發劑的種類對接枝反應過程的影響非常大，在其他條件都相同的情況下，硝酸鈰銨/HNO3的引發效果最好，所得到的接枝共聚物的接枝率最高，而且丙烯酸的均聚物含量最低，因此選擇硝酸鈰銨/HNO3作為殼聚糖珠體接枝丙烯酸的引發體系。

b.引發劑的用量。采用硝酸鈰銨/HNO3為引發劑，引發劑用量是影響接枝反應的一個重要因素。當引發劑用量增加，接枝率增加，均聚物含量降低，但是硝酸鈰銨用量超過6.0%時，接枝率反而減小，均聚物含量增大。說明引發劑用量的增加，增多了接枝活性點，進而提高接枝率。但是反應過程中存在均聚反應，引發劑超過一定用量時，均聚速率大于接枝共聚速率，均聚物的產生會阻礙接枝共聚反應。而且當鈰離子濃度過高時，鈰離子能與自由基反應，終止接枝鏈的增加，降低接枝率。反應體系中硝酸濃度對球形殼聚糖珠體接枝率的影響相當顯著。當稀硝酸溶液用量在4.0mL時，接枝率最佳。

c.單體的用量。在接枝過程中，丙烯酸對殼聚糖分子鏈的降解影響試驗結果見表4-51。

表4-51 單體用量對接枝反應的影響

由表4-51可知，隨著單體濃度的增加，殼聚糖單體自由基濃度增加，聚合反應速率提高，有利于殼聚糖的接枝共聚，但是單體濃度過高，會使水化的鈰離子難以接近鏈活性增長點，減少了接枝共聚反應。當m(AA)/m(殼聚糖)>2時，丙烯酸用量高對殼聚糖分子鏈的降解作用也增大，致使接枝率降低，而且均聚物增多。因此，AA/殼聚糖用量比以2.0為最佳條件。

d.反應溫度。保持其他條件不變，考慮反應溫度對接枝共聚的影響。當溫度低于60℃時，隨著溫度的升高，殼聚糖溶脹程度提高，單體和引發劑易擴散到殼聚糖珠體骨架附近，同時引發劑分解速度增大，自由基反應加快，接枝易發生；溫度繼續升高，接枝率反而下降，這是由于當溫度升高時，單體均聚的概率增加，反而影響了單體與殼聚糖珠體之間的接枝共聚。溫度以60℃為宜。

e.反應時間。保持其他條件不變，考慮反應時間的影響。接枝反應在3h內幾乎完成，然后接枝率增加緩慢，這主要是因為反應體系中單體濃度隨反應的進行不斷下降，鏈增長速率降低，同時反應體系均聚物的增加，阻止了單體向殼聚糖珠體的擴散，致使接枝率增加緩慢。反應時間以3h為宜。

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