瓜尔胶的改性研究

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1、第15卷第3期化学研究与应用VoI.15，No.32003年6月ChemicaIResearchandAppIicationJun.，2003文章编号：1004-165（62003）03-0317-04瓜尔胶的改性研究邹时英，王克，殷勤俭，江波!（四川大学化学学院，四川成都610064）摘要：瓜尔胶是水溶性很好的天然高分子之一。本文综述了瓜尔胶的性质，尤其是流变性及化学改性方面的研究进展。关键词：瓜尔胶；半乳甘露聚糖；性质；化学改性中图分类号：0636.12文献标识码：A瓜尔胶（guargum）是一种天然的半乳甘露聚MHS方程：［!］=kM"w来描述。但由于制备不同糖胶，从产于印度、巴基斯

2、坦等地的瓜尔豆种子的分子量的纯样及其分子量和特性粘数测量的困胚乳中提取得到。难，使得对方程中"和k值的测量进行得很少。近年来，随着各国对环境污染问题的日益关注目前，仅见三篇文献报道。DoubIie［r8］测得的"和和重视，人们逐渐把注意力集中到了对环境友好的k值分别为0.98和7.76X10-4。"值为0.98明天然高分子材料上。瓜尔胶即是其中的一种。独显高于了无规线团构型的高分子溶液所应有的"特的结构特征决定了它易于被化学改性，从而可以值。M.U.Bee［r9］利用高效凝胶渗透色谱，并和直制备各种功能材料。对它的研究，在我国进行得较角激光扫描检测计连用，快速测定了瓜尔胶的粘［1-3］少，

3、能见到的文献报道不多。本文拟就瓜尔胶度和重均分子量，得到了0.72和5.13X10-4的"的性质和改性方面的研究进展做一综述。和k值，即：［!］=5.13X10-4Mw0.72。这和Robinson［10］等人报道的0.72和3.8X10-4相近。1结构与性质瓜尔胶在水溶液中表现出典型的缠绕的生物聚合物的性质：溶液呈假塑性，没有屈服应力，牛1.1瓜尔胶的结构顿流体区向假塑性区的过渡发生在低剪切速率区瓜尔胶主链由（1-4）-甘露糖为单元联接!-D-域内，并随溶液的温度和浓度而变化。S.而成，侧链由单个"-D-半乳糖组成并以（1-6）键与［11］研究了瓜尔胶的流变性，认为瓜尔胶VenkataI

4、ah主链相接［4-5］，如图1所示。从整个分子来看，半溶液的流变性可以采用Cross模型来描述：乳糖在主链上呈无规分布，但以两个或三个一组·m!·=（）［/1+（#r］）居多。这种基本呈线形而具有分支的结构决定了r!+!0-!其中的参数可以通过计算机采用最小二乘法拟合瓜尔胶的特性与那些无分支、不溶于水的葡甘露的方法来计算；与温度的关系可用阿仑尼乌斯聚糖有明显的不同。!0因来源不同，瓜尔胶的分子量及单糖比例不公式表示：!0=Aexp（Ea/RT）；!0与浓度的关系同于其它的半乳甘露聚糖。其分子量约为100~为（：）-1=（［］c）"。这些关系式虽与实!0/!soI!200万，甘露糖与半乳糖之

5、比约为1.5~211。验数据符合得很好，但是要实际应用却很麻烦。［12-13］研究了瓜尔胶溶液的线1.2瓜尔胶溶液的流变性R.H.W.Wientjes性粘弹性，得到的松驰谱图表明：在#>103瓜尔胶是水溶性最好的天然高分子之一，水Hz的溶液具有很高的粘度。粘度与分子量的关系可用范围内，溶液的粘弹性可用Rouse模型来描述。收稿日期：2002-10-28；修回日期：2003-01-25!通讯联系人318化学研究与应用第15卷用，形成三维网状结构而引起的。1.3瓜尔胶的稳定性［21］绘制了瓜尔胶的TGA和DTAKavitaTaunk曲线。结果表明，反应为一步降解反应，230C时开始分解，最终分

6、解温度为310C。瓜尔胶水溶液的热稳定性较差，在80-95C加热一段时间，就会丧失粘度［22］。作为天然高分子，瓜尔胶易被酶和细菌分解而不能长期储存，抑制酶和细菌的方法是在溶液中加入NaS和NaN［20］。瓜尔胶2033图1瓜尔胶的结构在酸中会发生降解，硫酸［7］或三氟乙酸［20］甚至可Fig.1SchematicstructureOfguargum然而，在低频区还有两个储能模量平台：分别在1以使其完全水解为单糖。可利用此性质测定瓜尔~100HZ和小于0.01HZ的区域内。和现有的模胶及其衍生物中两种单糖的比例。型相比较可以发现：典型的管式模型、非化学键断2瓜尔胶的改性裂等模型不适用或不完

7、全适用于瓜尔胶溶液，体尽管瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但系中似乎存在着两种相互独立的松驰机理。改变是原粉往往具有下述缺点：!不能快速溶胀和水溶剂和酶降解的实验表明，1~100HZ区域内的平合，溶解速度慢；"水不溶物含量高；#粘度不易台是由多链结构的构象松驰引起的；而小于控制；$易被微生物分解而不能长期保存。这些0.01HZ区域内的平台则是由链间相互作用引起缺点使瓜尔胶的应用受到很大限制。因此需要改的。变其理化特性，使