改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液共混体系统变性能研究

改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液共混体系统变性能研究 改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液共混体系统 变性能研究 改性魔芋葡甘聚糖苯丙乳液 樊渥镰瀛链缝谤蠢 李斌谢笔钧 (华中农业大学食品科技系,武汉430070 摘要研究了改性鹿芋葡甘聚糖与苯丙乳波共混体系的流变性能. 关键词鹿芋葡甘聚糖苯丙乳洼流变性 分类号7p~30l l概述 魔芋葡甘聚糖(KonjacGlucomannan,简称KGMj 是,种优良的高分子杂多糖,是由D一葡萄糖与D一 甘露糖以B一1,4糖苷键连接而成,具有很好的成膜 性,牯结力,水溶胶的黏度大0tl.利用这些性能,研制了 魔芋高强度耐水薄膜,魔芋粘结剂,食品增稠剂 等.从开发魔芋葡甘聚糖涂料助剂的目的出发,探讨 了改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液共混后的流变性能. 涂料的流变剂是涂料助剂中最为重要的一类助 剂,对涂料的综合性能具有很显着的影响,较好的浣变 剂应在低剪切速率或贮存条件下有较高的黏度,以防 止流挂或涂料分层;在较高的剪切速率下有较低的黏 度,有利于 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 ;但这两种情况下的黏度均不应过高或 过低,以利于施工后的流平.对魔芋葡甘聚糖进行复 合改性后,可以较好地控制其流变性能. 2试验 2.1仪器与条件 NDJ一1旋转黏度计;RX,1超级恒温器iBL一 300电子天平;DXH一恒温培养箱;魔芋精粉,湖北恩 施楚业魔芋精粉厂;苯丙乳液,北京东方有机化工厂; 异丙醇,三氯化磷,硬脂酸,过氧化氢等均为分析纯. 2.2试验操作 2.2.1魔芋精粉纯化 称取100g魔芋精粉,加入500mI50%的乙醇(体 积分数,以下同)水溶液,搅拌均匀,量取1Oml的H0: 缓慢滴加,并振荡10rain后,3O下放置24h,倾去 上层清液,再用50%乙醇水溶液振荡洗绦2次,用无 水乙醇脱水干燥得魔芋葡甘聚糖. 2.2.2魔芋葡甘聚糖改性 称取10g硬脂酸溶于2O热异丙醇中,加入三 氧化磷08ml,密封置于3O?下反应12h,加入魔芋 葡甘聚糖15g,继续反应12h,过滤,用50%乙醇水溶 液洗涤2次,干燥得改性魔芋葡甘聚糖. 2.2.3魔芋葡甘聚糖永溶胶的制备 取一定量改性魔芋葡甘聚糖溶于定量水中,保持 在恒定温度45,先搅拌10min后,静置2h,得改性 魔芋葡甘聚糖水溶胶. 2.2.4共混体系精度的测定 将改性魔芋葡甘聚糖水溶胶与苯丙乳液按,定比 铡混合,搅拌均匀,放置J0min后用NDJ一1旋转黏度 计测定黏度. 2.2.5共混体系的黏度曲线 利用NDJ一1旋转黏度计测定在6r/min,12r/ rnin,30r/~nin,60r/rain下共混体系的黏度. 2.2.6共混体系耐电解质性能 在共混体系中分别加入0,1%,2%,3%,4%,5% 的NaCI(质量分数),测定其黏度的变化. 3结果与讨论 3.1魔芋葡甘聚糖改性前后的黏度变化 魔芋葡甘聚糖改性前后的黏度变化不大,1%水溶 胶改性前黏度为13.4Pa?s(3号转子,30r/min,以下 同),改性后的黏度稍有提高,为16.2Pa?s.但其流动 黏度曲线有明显不同,见图1.未改性的魔芋葡甘聚糖 是极为典型的假塑性流体,触变性太;丽改性后的魔芋 葡甘聚糖开始呈现出较为明显的牛顿流体行为,其黏 度随剪切速率的增加变化不大,触变性显着降低. 魔芋葡甘聚糖在改性中,发生降解使分子链变短, 从而黏度下降,假塑性降低,而降解后的链段接上疏水 性的硬脂酸后,由于分子间的疏水排斥作用,使其黏度 上升,且分子问的氢键作用减弱,对剪切的依赖程度降 3 低,牛顿流体行为显着. 3.2改性魔芋葡甘聚糖对苯丙乳液的增稠效果 准确称取100g苯丙乳液,分别加入0,0.5%, 1.O%,1.5%,2O%,25%{质量分数)的改性魔芋葡 甘聚糖水溶胶50g,搅拌均匀,放置1h后测得的黏度 见图2.苯丙乳液的黏度很小,仅为0.3Pa-s,随改性 魔芋葡甘聚糖的加入,黏度显着提高,加入改性魔芋葡 甘聚糖0.5%(质量分数)时,其黏度即可达到9.2 Pa-s,而0.5%的改性魔芋葡甘聚糖的黏度为6.7 Pa-s,这说明改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液具有某种 协同作用,原因可能是改性魔芋葡甘聚糖上连接的硬 脂酰基与苯丙乳液的胶粒发生了较紧密的结合,其机 理有待于进一步深入探讨. 】O 撮 剪切速率r?lm一 图1改性前后KG?的黏度曲线 一改性 — +一改性前 浓度% 图2同浓度的KGM对苯丙乳液的增稠效果 3.3共混体系的稳定性 3.3,1时间稳定性 改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液共混体系的稳定性 见图3,共混体系随时问变化黏度变化很小,在10d中 黏度波动不超过3%,说明共混体系较为稳定.温度不 同时,黏度也未发生明显的波动. 3.3.2pH对共混体系稳定性的影响 在碱性条件下容易 魔芋葡甘聚糖对DH不稳定, 发生凝胶.改性魔芋葡甘聚糖对碱的稳定性较强,共 混体系的黏度随pH的升高有增高的倾向,见图4.但 未发生显着的急剧增稠及胶冻;这种变化有利于增稠, 温度变化时DH对共混体系稳定性影响未发生变化. 3,3.3电解质对共混体系稳定性的影响 不同浓度的NaCI对共混体系黏度的影响见图5, 4 NaC1加入量为2%时,黏度略有增加,加入量达到 5%,黏度几乎无变化,其原因是改性魔芋葡甘聚糖引 入的疏水基团的作用使共混体系对电解质的稳定性良 好. 三 z : ? 趟 南 1 l 1 1 l 嘏 时间,d 图3共混体系的时间稳定性 时间 图5不同浓度XaC1对共捏体系黏度的影响 j? 2j? 蛎? 8叫 j叫 3.4共混体系的流平性 分别添加0.5%,0.8%RKGIVI,0.5%KGIVI(质量 分数)的共混体系的黏度曲线见图6,共混体系是一种 假塑性流体,这与涂料基料的要求是一致的,改性后的 魔芋葡甘聚糖的触变性明显小于未改性的,实际上以 未改性魔芋葡甘聚糖的共混体系为基料的涂料性能尤 其是流平性很差,改性后的魔芋葡甘聚糖的共混体系 呈现较好的流平性.添加不同浓度的改性魔芋葡甘聚 糖的共混体系在流平性上无显着差异. 4结论 ?改性魔芋葡甘聚糖具有极好的增稠性,恭加 0.5%(质量分数)改性魔芋葡甘聚糖,苯丙乳液的黏度 可由0.3Pa-s提高到9,2Pa-s. ?改性魔芋葡甘聚糖与苯丙乳液有(下转第7页) 基 2.2涂料检验结果 将涂覆厚度2mm,防火时间为25rain(本文所用 测试方法)的一种防火涂料送到国家固定灭火系统和 耐火构件质量监督检验中心一天津消防科学研究所, 按GB14907—94检验,全项技术性能均符台 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要 求.检测结果如表9所列. 表9IFRC一999钢结构防火涂料的检测结果 检验项目技术标准要求实测结果结论 在晷器中经搅祥后呈均匀亭匝态 的状态或稠厚流体.无结块 表干时间/hl2 燥篙蓍 外观与颜色量是躺羹 牯结强度0.15/MPa"' 抗振性辇瞿不L/起20层0,,不脱落 抗弯性蘩彦不L/起10层0,,不脱落 耐水性踩层糟皂落 耐冻融15次蒋融循环.涂层 循环性不粉化,开裂,剥落,起泡 耐A性能 氇台格液体,无结块m 12台格 无裂纹台格 同,台格 无明显差别 0.18台格 辣2 ,不 00 脱,落台格辣层不起层 ,不脱落 潦:落台格潦层不起层,不脱落m _撩层置脱落合格_撩层不起层,不脱落佰 凇合格不粉化开裂,剥落,起泡 台格 +将IFRC一999涂料诛于I36b钢粱四面上 两侧面及底三面受火,加载136kN. 3结论 IFRC一999型钢结构防火涂料防火性能优良,涂 层表面平整有光泽,有很好的饰面效果,同普通饰面涂 料的装饰效果相同,优化配方耐火时间可达到4h以 上,涂层厚度只有0.5—20mm,属超薄型钢结构防火 涂料.该涂料除用作钢结构防火外,还可用作木材,纤 维板,油提麻包电缆,橡胶电缆,水泥墙面及其他建筑 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的防火保护,四季均可施工,属水性涂料,毒性和 气味小,是对环境友好型涂料.产品可根据用户的需 求配制成无色透明,白色及各种颜色.该涂料具有涂 层薄,省工省料,装饰性强,防火性能好,环境友好,适 用广泛等优点,是钢结构理想的防火涂料. 参考文献 【j1鄙如根我国现行防丸潦料标准厦检酬方法化学建材, i998.(4):22,32 f2]李风,草文清.钢结构防丸潦料的研完与应用潦料工 业.1999.(3):3l,34 [3]肖新鹿等防止潦料的现状与未来.潦料工业.1996, (5):33,36 [41赵索涪.IB钢蛄构膨胀型防丸潦料的研究与应用潦料 技术,1993,(1)15,20 [5]蔡开勇.王丸芬,王瑞仿瓷阻燃脲醛潦料的研制潦料 I业,1998.(6):7,lO [61洪啸吟,冯汉保.潦料化学.北京:科学出版社.1997. 23,24 【7]唐海美,赵君HF9401膨张型付太潦料化学建材. 1996(4)153,156f收稿日期:2001—02,o2) (上接第4页)协同作用,共混体系对温度,时间,及 电解质均具有很强的稳定性. ?改性魔芋葡甘聚糖显示出明显的牛顿流体行 为,共混体系具有较好的流平性. ?改性魔芋葡甘聚糖可以代替或部分代替涂料增 稠剂或流平剂. z 三 型 剪切速率r?jln 图6共混件系的黏度曲线 — 十一05%KG,: ——-?一05%RKe 一O8%RKG 参考文献 f1]冲增哲.魔芋科学.重庆:重庆食品工业研究所l990 f21李波.谢笔韵魔芋葡甘聚糖可食性薄膜研究.食品科 学,2000,(2):23,25 f3]昊进龄.高强度鳖蟹饲料粘接剥水产渔业.1995,(3): l0,1I (4]沈悦玉等.魔芋肢的特性厦魔芋凝肢食品.食品科学. 1995,(6):1419 f51钱连鳞,竺玉书.潦料助剂.北京:化学工业出版社,1990 (收稿日期:2001—06一O1) 作者简介:李斌f1972一),男,安擞来安人,井师,在职博士. i990年考入华中农业太学,1994年留较妊教至今,现在职攻读 博士学位,主要从事走然产物的精细化学品的研宄开发,发表论 文数篇,发明专利2项,已有多项科研成果转化 7 嗽 删惜越妫力