羟丙基瓜尔胶(HPG)是通过瓜尔胶与环氧丙烷醚化反应得到的一种瓜尔胶衍生物。利用瓜尔胶原粉合成羟丙基瓜尔胶时比较容易受催化剂用量、环氧丙烷用量、水用量、反应温度及反应时间的影响,改性时应着重注意这五点。
影响提取羟丙基瓜尔胶的因素
1、催化剂对HPG的影响
在催化条件下瓜尔胶分子中的活泼羟基可与环氧丙烷进行醚化反应。随催化剂的用量增加,水不溶物含量逐渐降低,但改性瓜尔胶表观黏度也降低,而且产物的交联性变差,溶解速度也变慢。
2、环氧丙烷用量对HPG的影响
改性瓜尔胶的一个重要技术指标是取代度(每个糖单元上羟基被醚化的平均数目,从瓜尔胶的结构式中可以看出,其最大取代度为3,当其取代度大于1时,破坏了糖单元中用来交联的顺式邻位羟基,导致改性瓜尔胶丧失了特殊的物化性能。通常将取代度控制在小手1的范围。实验羟气相色谱对环氧丙烷消耗量的分析计算,其取代度为0.72。环氧丙烷用量增大可以有效降低水不溶物含量,也使取代度增加,但增加到一定量时,对水不溶物含量降低不明显,而产物的粘度不断下降。
3、水用量对HPG的影响
在反应物中必须加入一些水和乙醇,以保证瓜尔胶适当膨胀和良好分散以及环氧丙烷的溶解,但用量过多导致产物HPG黏度下降。HPG水不溶物随水用量增大而降低,但水用量超过60ml时,水不溶物含量降低开始缓慢,但是黏度降低幅度较大。
4、反应温度对HPG的影响
反应温度也是影响HPG性能的主要因素,温度超过60℃以后对水不溶物含量降低作用较小。
5、反应时间对HPG的影响
反应温度越高反应速度越快,可以减少催剂对产物的降解。60℃下,4h后表观黏度开始下降水不溶物含量基本不变。