ПОЛУЧЕНИЕ НОВЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЗАМЕЩЕННЫХ КАТИОННЫХ КРАХМАЛОВ

Abstract

В данной работе осуществлен синтез высокозамещенных катионных крахмалов полусухим способом реакцией крахмалов разного ботанического происхождения с 3-хлоро2-гидроксипропилтриметиламмоний хлоридом в присутствии щелочного катализатора. Проведена оценка их флокулирующих свойств на модельных системах каолиновых дисперсий. Установлено, что эффективность катионизации крахмала в значительной степени зависит от его природы. Это связано с различной исходной надмолекулярной структурой и морфологией гранул крахмалов. Наибольшие скорость и степень катионизации характерны для картофельного крахмала, а наименьшие – для кукурузного. Предложенный гетерогенный метод синтеза позволяет получать высокозамещенные катионные крахмалы с сохранением их гранулярной и минимальными изменениями надмолекулярной структур. При достижении определенной степени замещения (СЗкат > 0,1) катионные крахмалы образуют прозрачные коллоидные дисперсии в холодной воде. Катионизация крахмалов до более высоких СЗкат. требует увеличения расхода катионного реагента и катализатора. Образование катионных эфиров крахмала подтверждено результатами элементного и ИК-спектроскопического анализов. При проведении катионизации крахмала в щелочной среде могут происходить изменения надмолекулярной структуры полисахарида в зависимости от температурного режима и типа крахмала. О несущественном уменьшении степени кристалличности всех видов крахмалов после их катионизации при комнатной температуре свидетельствуют полученные в работе дифрактограммы. Несмотря на незначительную аморфизацию крахмалов после их катионизации следует отметить, что все катионные крахмалы, имеющие СЗкат > 0,1, легко диспергируются в холодной воде с образованием однородных прозрачных клейстеров. Исследованы кинетика и эффективность флокуляции модельных каолиновых суспензий синтезированными катионными крахмалами. Каолиновые суспензии в отсутствие флокулянта достаточно стабильны в течение длительного времени. Введение же в систему катионного крахмала приводит к быстрой дестабилизации каолиновых дисперсий. При этом для всех катионных крахмалов с увеличением дозы в интервале 0,5 - 7,5 мг/гкаолин скорость флокуляции частиц дисперсий каолина возрастает. Наиболее эффективно и с наибольшей скоростью флокуляция дисперсий каолина происходит в присутствии катионного картофельного крахмала. Установлено, что эффективность флокуляции минеральных каолиновых систем определяется не только молекулярной массой полимера, но и размерами макромолекул в растворе, которые в сильной степени зависят от заряда микроионов и жесткости полимерной цепи. Показано, что синтезированные флокулянты не уступают по своей эффективности применяемым в настоящее время производным полиакриламида.