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瓜尔胶(Guar gum)是一种天然半乳甘露聚糖。目前,瓜尔胶及其衍生物被广泛应用于食品、医药、水处理、日用化工、石油和矿业等各个领域中。 但是,与其它天然多糖(如黄原胶、壳聚糖和海藻酸钠等)相比,瓜尔胶及其衍生物在国内研究起步较晚,很多性质及应用方面的研究尚属空白。因此,本文在前人研究的基础上,大致介绍了瓜尔胶的研究发展状况,初步研究了瓜尔胶通过羧甲基化、酯化等改性,再用铝盐处理制备海上溢油凝油剂;阳离子瓜尔胶(CG40)与其它多糖共混的胶凝性能;以及与丙烯酰胺进行接枝共聚改性用于水处理方面等。主要研究内容如下: (1) 研究了阳离子瓜尔胶CG40与海藻酸钠之间的协同作用,探讨了共混比例(r)、共混温度(T_p)、盐离子浓度(c)、恒温时间(t)、pH值对凝胶化的影响。当多糖总浓度为3%、共混比例r为0.6,温度为70℃、盐离子浓度为1.0mol/L、恒温30min,pH值为8时,所得共混凝胶的强度最大,表明此条件下它们之间的协同相互作用最大,并根据FT-IR分析了两种多糖分子之间的相互作用机理。 (2) 研究了阳离子瓜尔胶CG40与黄原胶之间的协同作用,探讨了共混比例(r)、共混温度(T_p)、盐离子浓度(c)、恒温时间(t)对凝胶化的影响。结果表明,当多糖总浓度为4%,r=20:80,共混温度为60℃,盐离子浓度为1.0mol/L,恒温时间为30min时,共混凝胶可达最大凝胶强度值。此外,实验表明,凝胶强度随着pH值的增大而增大,并从谱图上分析了这两种多糖共混凝胶化的作用机理。 (3) 以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,采用水溶液聚合法,制备了阳离子瓜尔胶(CG40)与丙烯酰胺(AM)的接枝共聚物(pAAm-g-CG40)。研究了引发剂浓度、单体浓度、反应温度以及反应时间等因素对接枝反应的影响,当CG40浓度为10g/L,CAN浓度为3mmol/L,AM浓度为0.7mol/L,反应温度和时间分别为50℃和4h时,接枝率(G%)和接枝效率(GE%)达最大值。并对接枝共聚物进行FT-IR谱图分析,证实了接枝反应的发生。将制得的接枝共聚物作为阳离子絮凝剂,应用于城市污水的净化处理。结果表明,pAAm-g-CG40具有良好的絮凝效果,其絮凝作用优于阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。而且与聚合铁(PFS)复合作用时,可大大提高絮凝作用,更加有效地降低污水的浊度。 (4) 以瓜尔胶为原料,通过羧甲基化、酯化等化学改性后再与多价金属盐离