本文系统研究了水相法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯(OSAS)的工艺条件和OSAS的结构和性能,并探讨了淀粉与辛烯基琥珀酸酐(OSA)反应动力学。采用均匀设计法,考察了水相法制备反应过程中的水用量、反应时间、pH、反应温度、OSA用量对OSAS的取代度(DS)的影响。建立了以取代度为目标函数的多项式回归方程,并对方程进行了分析讨论。对辛烯基琥珀酸淀粉酯的白度、凝沉性、冻融稳定性等理化性质进行研究,采用FTIR、XRD、SEM等对OSAS进行了结构表征。对淀粉水相浆液体系的反应动力学经模型的假设、推导和实验验证,研究了淀粉与OSA酯化反应动力学和OSAS水解反应动力学特征。得到如下结论：各个因素对取代度的影响大小顺序如下：反应时间>OSA用量>反应温度>pH>水用量。利用蒙特卡洛法对方程进行寻优,得到最佳工艺条件如下：pH=9.66,反应时间=6h,反应温度=50℃,OSA用量=17.84%,此条件下DS=0.04955。产品OSAS的白度、凝沉性、冻融稳定性、透明度、粘度、乳化性等理化性质比原淀粉有所改善。FTIR、XRD、SEM、DSC等结构分析表明,淀粉与辛烯基琥珀酸酐主要在淀粉颗粒的无定形区发生了酯化反应,OSAS比原淀粉的热稳定性有所下降。在水相介质浆液体系中淀粉与OSA反应动力学模型为：淀粉与OSA酯化反应：r1=k1CAGGU=4.522x105e-50310/RTCACAGUOSA水解反应：r2=k2CACOH-=9.102×106e24380/RT CACoH-OSAS水解反应：r3=k3CBCOH-=3.863×1011e-73063/RTCBCoH-酯化反应的选择性与温度、pH值、淀粉浓度有关,反应温度和淀粉浓度对酯化反应的选择性起正作用,pH值对酯化反应的选择性起反作用。OSA与淀粉发生酯化反应,淀粉酯化取代度与反应温度、反应时间、OSA初始浓度、淀粉初始浓度和碱浓度的有关,反应温度、反应时间和OSA初始浓度对取代度的大小起正作用,而淀粉初始浓度和碱浓度对取代度起反作用。均匀设计模型的分析结果与动力学模型的基本一致。
