瓜尔胶(guargum)是由产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到的天然植物籽胶,属半乳甘露聚糖,是目前己知的水溶性最好的天然高分子化合物之一。瓜尔胶主链由(1—4)一β一D一甘露糖为单元联接而成，侧链由单个α—D半乳糖组成并以(1—6) 键与主链相接。瓜尔胶因来源不同分子量约为100～200万，甘露糖与半乳糖之比约为1．5～2：1。从支链的半乳糖来看，有四个羟基均可以参与酯化或醚化反应，考虑到空间的位阻效应，羟甲基中的伯羟基反应活性最强，此外甘露糖的羟基也有一定的反应活性。这种特性与那些无分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明显的不同。 瓜尔胶是水溶性最好的天然高分子化合物之一， 水溶性具有很高的黏度，l％的水溶液的黏度约为 4 000～6 000cp。水溶液呈假塑性，没有屈服应力，是典型的缠绕的生物聚合物性质盯。由于具有特殊的物化性能,可用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、分散悬浮剂、保水剂及凝胶剂,其应用涉及石油开采、食品加工、造纸、纺 织、日化、采矿和医药等领域。然而天然的瓜尔胶存在不能快速溶胀和水合，水不溶物含量高，热稳定性较差，易被酶和细菌分解等缺陷。因此需要对瓜尔胶进行改性，形成新的衍生物，克服天然瓜尔胶的缺点，使其广泛应用。瓜尔胶的改性主要分为四大类:(一)官能团衍生。这类方法是基于瓜尔胶的每个糖单元上平均有三个羟基,这三个羟基在一定的条件下,可发生醚化、酯化或氧化反应,生成脂、醚衍生物。常见的主要有以下几种:①羧甲基化、②烃基化、③羟乙基或羟丙基化、④氧化法、⑤磷酸盐脂化法、⑥硫酸盐脂化法。(二)接枝聚合。这类方法是基于一些引发剂可以使瓜尔胶或乙烯基类的单体产生自由基,从而进行共聚反应。主要有以下四种:①丙烯酸接枝。②丙烯酰胺接枝。③甲基丙烯酰胺接枝。④丙烯腈接枝。(三)酶法。该方法是利用酶选择性地降解瓜尔胶而改变其性质。(四)金属交联法。主要利用瓜尔胶的交联性。瓜尔胶主链上的邻位顺式羟基可以与硼及一些过渡金属离子如:钛、锆等作用而形成冻胶。此外，还有使用多种方法相结合进行改性的，如羟丙基瓜尔胶与丙烯酰胺接枝。通常的方法是对其进行官能团的衍生化，根据引入取代基种类的不同可分为以下几类： (1)非离子瓜尔胶；(2)阳离子瓜尔胶；(3)阴离子瓜尔胶；(4)两性离子瓜尔胶。化学改性后的瓜尔胶改善了水溶性、大大降低了水不溶物的含量、提高了电解质的兼容性、增加了黏度的稳定性。

醚化瓜尔胶是瓜尔胶中的羟基与反应活性物质作用生成瓜尔胶取代基醚。

强碱条件下醚键不易水解而提高了瓜尔胶的粘度稳定性。常见的醚化瓜尔胶有羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、含氨基或胺基的阳离子瓜尔胶等。瓜尔胶在异丙醇、乙醇、水等介质中,NaOH存在（作为催化剂以及反应物）的条件下,与乙二醇反应,即可得到乙二醇改性瓜尔胶。改性后生成的乙二醇瓜尔胶和瓜尔胶原粉相比较具有下述优点:①增加了在和水互溶的溶剂中的溶解度。②减少了水不溶物。

国外对瓜尔胶的研究起步较早。技术也相对成熟，而我国从二十世纪七十年代才开始研究利用它，能见的报道较少，九十年代中后期才有规模生产，因此与国外相比，我们存在成本高、品种少、应用领域窄的不足。本课题主要采用以异丙醇为分散剂,在氢氧化钠为反应物的作用下,瓜尔胶改性合成了乙二醇改性瓜尔胶。通过正交实验，对其醚化衍生物产品乙二醇改性瓜尔胶进行性能优化，在正交实验中找寻制备乙二醇改性瓜尔胶最佳工艺条件，并对其流变性能进行检测，评价。拓展瓜尔胶及其衍生物在工业生产中的应用范围以及应用深度。

2. 研究的基本内容与方案

瓜尔胶及其衍生物流变性能的研究是在乙二醇改性瓜尔胶工艺条件优化的前提下进行的，通过对影响乙二醇改性瓜尔胶性能的影响因素分析。考察了碱的加量，醚化温度以及醚化时间对羟丙基瓜尔胶的影响。在通过正交实验后选择其中最优工艺条件实验，对其产品乙二醇改性瓜尔胶进行流变性能测试。

流变性能研究方案如下：

取TsCl单取代的三缩四乙二醇改性瓜尔胶,TsCl双取代的三缩四乙二醇改性瓜尔胶以及其他分子量的聚乙二醇改性瓜尔胶进行测试。

测试前所有样品溶液均放置在磁力搅拌器上，搅拌溶解2h以上，测试变量为浓度、温度、外加盐浓度。

浓度的测试水平有0.3%、0.5%、0.8%、1.0%、1.5%、2%。（温度为30℃）

温度测试水平有20℃、30℃、40℃、50℃、55℃、60℃。（浓度为2.0%）