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羧甲基纤维素 |
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CMC |
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淀粉纤维素 |
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羧甲基淀粉 |
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CMS |
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阳离子聚丙烯酰胺 |
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阴离子聚丙烯酰胺 |
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PAM |
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絮凝剂 |
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羟丙基甲基纤维素 |
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目前,CMS在合成工艺及性能方面存在的主要问题有:(1)水媒法。只能合成取代度及黏度较低的产品,产物后处理困难,耗水量大,对环境有污染。目前,工业上很少采用水媒法生产羧甲基淀粉。(2)溶媒法。有机溶剂使用量大,溶剂需要回收,生产成本高且较易污染环境。其中甲醇本身有毒性,大量使用不利于对环境保护和人体健康。异丙醇沸点较高,不易挥发,能耗大,在国内价格相对较高,同时对设备有一定的腐蚀性。(3)干法。生产CMS普遍存在淀粉与反应试剂之间不能充分混合均匀,碱及醚化剂较难渗透到淀粉颗粒内部,从而使产物的平均取代度不高,取代基多分布于颗粒表面,产物溶解性能也不够理想。(4)由于工艺技术的制约,目前国内企业生产的CMS多是中低取代度的产品,产品糊液黏度不稳定,抗酸、耐盐、耐剪切性能相对较差,导致应用受到一定制约。(5)高取代度、高黏度的CMS尽管已有研究报道[13-15],但产品质量不够稳定,现实中工业化生产规模小,系列化品种少,还远远满足不了各行业的应用需求。
针对上述存在的问题,今后的研究工作可以从以下几个方面着手:(1)干法或半干法具有节能减排,绿色环保等优势,是生产CMS的理想工艺,应加强研究。可以从对淀粉进行预处理方面着手。因淀粉结构中含有结晶区及非晶区,结晶区占淀粉颗粒体积的25%~50%,结晶区对水、醚化剂有很强的抵抗能力,在干法及半干法的工艺条件下,传统的一步、多步加碱法,均不足以完全破坏淀粉的结晶结构,反应多发生在非晶区,反应试剂很难触及结晶区域的羟基基团,导致反应不均匀,取代度低。若能采用适宜的方法对淀粉进行预处理,先破坏淀粉的结晶区域,将淀粉制成结构疏松的非晶化淀粉,再进行醚化变性,反应试剂的内扩散阻力就会显著减弱,而易于渗透到淀粉颗粒内部将羟基醚化,进而可以提高取代度,改善产品的性能。(2)在干法工艺还不十分完善的情况下,寻找综合性能更优良的溶剂作反应介质,也可以考虑将传统单一的有机溶剂介质转为两种或多种有机溶剂介质的复配。(3)单变性淀粉虽然改进了天然原淀粉的某些缺陷,但其本身仍然存在不足之处,如CMS就有不耐酸、不耐盐等缺点。而复合变性淀粉产品,如交联-酯化、交联-醚化等产品则兼具两种单一变性淀粉的优良性质[16-18],因此,应加强对CMS复合变性的研究,改进CMS的应用性能。(4)加强对高取代度、高黏度CMS糊液的非牛顿流体性质的研究,为开发质量稳定的CMS及拓展其在实际中的应用提供理论支持。 |
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