淀粉在离子液体中的溶解及特性研究

论文摘要

离子液体具有热稳定性高、蒸汽压低、对环境友好等特点而被研究者称为“绿色溶剂”,本论文主要研究淀粉在两种离子液体中的溶解,溶液的流变特性以及溶解后再生淀粉的特性分析。主要实验结果如下:1.淀粉在离子液体中溶解过程中,经偏光显微镜观察可知,淀粉偏光十字逐渐消失。当淀粉完全溶解于离子液体时,溶液浊度变化不显著,当淀粉颗粒未完全溶解时,溶液浊度出现突变,突变点即为最大溶解度,这两种方法都可作为判定溶解的依据。以偏光十字为判定溶解的依据,温度升高可促进淀粉在离子液体中溶解,有利于离子液体对淀粉分子的渗透和溶解;而相同温度下,适当提高淀粉浓度,对淀粉的溶解时间影响不大,但当淀粉浓度接近或超出最大溶解度时,溶液粘度显著增大,淀粉颗粒则无法溶解。以溶液浊度为判定溶解的依据,水分对溶液浊度影响显著,体系中水分含量的增大会明显阻碍离子液体对淀粉的溶解。2.研究淀粉/离子液体溶液的流变特性,绘制流变特性曲线,回归拟合得出相应的流体类型方程,研究表明:在淀粉浓度1%-11%之间,随着淀粉浓度的提高,对淀粉/离子液体溶液的流体类型没有影响,均表现为假塑性流体。分析温度对溶液表观粘度的影响,根据绘制的温度-粘度曲线建立Arrhenius方程,研究显示:随着淀粉浓度的提高（1%-11%）,流体频率因子K0与流动活化能Ea之间存在相互补偿的关系, Arrhenius方程的线性相关系数R2均大于0.9,说明理论值和实测值有很好的一致性;分析淀粉浓度对溶液表观粘度的影响,绘制淀粉浓度-表观粘度曲线并建立对应的指数数学模型,指数函数的线性相关系数R2超过0.9,以上分析对实际生产和运输过程中有效控制不同温度浓度下淀粉/离子液体溶液粘度具有重要的参考价值。3.对离子液体溶解后淀粉的特性进行研究得出以下主要结论:离子液体溶解淀粉后形成澄清透明的溶液,已溶解的淀粉不沉降,是稳定的溶液体系。经离子液体溶解后再生的淀粉颗粒形貌完全改变,原来的颗粒形貌消失,形成不规则的结块。淀粉溶解后,颗粒内部结构发生变化,结晶结构被破坏,差热分析图像变成一条直线。而马铃薯淀粉由于其含有的带负电荷的磷酸基团,差热分析图线保留一个小的吸热峰。淀粉在溶解过程中大分子发生降解生成小分子,较原淀粉分子量分布相比,中间分子和小分子量增多,大分子比例减少。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 淀粉
• 1.1.1 淀粉的分子结构
• 1.2 离子液体
• 1.2.1 离子液体定义
• 1.2.2 离子液体的种类
• 1.2.3 离子液体的物理化学特性
• 1.2.4 离子液体的合成
• 1.3 离子液体在天然高分子中的应用
• 1.3.1 纤维素在离子液体中的溶解
• 1.3.2 蛋白质在离子液体中的溶解
• 1.3.3 淀粉和甲壳素/壳聚糖在离子液体中的溶解
• 1.4 论文的研究意义、目的和主要研究内容
• 1.4.1 论文的研究意义、目的
• 1.4.2 论文研究的主要内容
• 第二章 淀粉在离子液体中的溶解
• 2.1 引言
• 2.2 材料与设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 主要仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 淀粉/离子液体溶液的偏光十字测试方法
• 2.3.2 淀粉/离子液体溶液的浊度测试方法
• 2.3.3 水分含量的影响测试方法
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 偏光十字和浊度测试方法的比较
• 2.4.2 温度对离子液体溶解淀粉的影响
• 2.4.3 浓度对离子液体溶解淀粉的影响
• 2.4.4 水分对离子液体溶解淀粉的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 淀粉/离子液体溶液流变性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与设备
• 3.2.1 实验材料和试剂
• 3.2.2 主要仪器与设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 样品制备
• 3.3.2 淀粉/离子液体溶液流变性的测定
• 3.3.3 流体类型的确定
• 3.3.4 温度对淀粉离子液体混合液粘度的影响
• 3.3.5 浓度对淀粉离子液体混合液粘度的影响
• 3.4 实验结果与数据分析
• 3.4.1 木薯淀粉在两种离子液体中流变性质的测定
• 3.4.2 玉米淀粉在两种离子液体中流变性质的测定
• 3.4.3 小麦淀粉在两种离子液体中流变性质的测定
• 3.4.4 马铃薯淀粉在两种离子液体中流变性质的测定
• 3.5 本章小结
• 第四章 在离子液体中溶解后再生的淀粉特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与仪器设备
• 4.2.1 实验材料与试剂
• 4.2.2 仪器设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 样品制备
• 4.3.2 扫描电子显微分析
• 4.3.2.1 测试原理
• 4.3.2.2 测试方法
• 4.3.3 DSC 测定
• 4.3.4 分子量测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 淀粉在离子液体中的溶解
• 4.4.2 扫描电子显微镜分析
• 4.4.3 淀粉的差热分析
• 4.4.4 淀粉的分子量分析
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 一 结论
• 二 论文创新之处
• 三 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件