基于工业明胶改性阳离子胶原蛋白的制备及其絮凝性能研究的开题报告.docx

基于工业明胶改性阳离子胶原蛋白的制备及其絮凝性能研究的开题报告
一、研究背景
明胶是来源于粘胶骨和皮肤的动物蛋白质，是一种高分子化合物，其化学结构主要由三种蛋白质组分组成：左旋螺旋基础的三链胶原蛋白、结构较为复杂的四链胶原蛋白及非螺旋结构的非胶原蛋白。其应用领域广泛，包括食品、制药、工业、纸浆等方面。但是，普通明胶具有一些缺点，如耐热性差、易受酸性环境影响等，这些缺点在一些特殊的应用领域中限制了其应用。因此，研究明胶的改性方法，克服其缺点，具有重要的研究和应用价值。
阳离子胶原蛋白是一种常用的胶原蛋白改性产品，具有良好的胶凝性能，常用于水处理、纤维素业、纸浆业、印染业、油田等多个领域。因此，将明胶与阳离子胶原蛋白结合，制备工业明胶改性阳离子胶原蛋白，不仅可继承明胶的优点，还可在胶原蛋白的基础上提高其耐热性、酸碱性等特性，具有广泛的应用前景。
二、研究目的
本研究旨在以工业明胶为原料，通过改性反应与阳离子聚合反应相结合，制备工业明胶改性阳离子胶原蛋白，并探究其最佳制备条件及其在处理废水中的絮凝性能及稳定性。
三、研究内容
1.明胶提取和分析：选取猪皮和猪骨为原料，通过酸水解法提取明胶，并利用FTIR、SDS-PAGE等方法对其进行分析。
2.工业明胶改性反应：以工业明胶为反应物，采用一定的改性方案，添加化学交联剂进行交联作用，并考察改性反应的工艺条件对改性效果的影响。
3.阳离子聚合反应：以改性后明胶为基质，利用阳离子化合剂为催化剂，进行阳离子聚合反应。
4.产品性质分析：对工业明胶改性阳离子胶原蛋白进行膨胀性、溶胀性、交联度、分子质量等性质的测试与分析。
5.絮凝性能测试：选取工业污水为模型废水，考察工业明胶改性阳离子胶原蛋白的絮凝性能及稳定性。
四、研究意义
本研究在工业化生产方面具有重要的实践价值，该产品具有更好的热稳定性、抗酸碱性、电性能等性质，可广泛应用于食品、医药、造纸、油田等领域，且在废水处理方面具有良好的应用前景。
同时，本研究所使用的交联剂和阳离子化合剂均为国内丰富的天然资源，这为胶原蛋白类产品的制备提供了参考和借鉴，对环保和资源利用的重要性具有积极促进意义。
五、研究方法
1.明胶提取：酸水解法提取，利用FTIR、SDS-PAGE等方法分析明胶特性。
2.生化交联反应：利用卡伯泊硫酸铵等物质进行生化反应，探究改性反应的工艺条件对改性效果的影响。
3.阳离子交联反应：采用阳离子聚合反应方法，探究阳离子化合剂浓度、反应时间、反应温度对阳离子交联反应的影响。
4.产品性质测试：采用膨胀性、溶胀性、交联度、分子质量等方法测试产品性质，并对其进行分析。
5.絮凝性能测试：选取工业污水为模型废水，通过浑浊度测试法和重金属离子含量分析法等方式，评价产品的絮凝性能与稳定性。
六、预期结果
将制备一种工业明胶改性阳离子胶原蛋白产品，产品性质优良，具有良好的耐热性、酸碱性、电性能等特性，且在处理废水中表现出良好的絮凝性能和稳定性。同时，研究将为明胶的改性以及阳离子化合物的应用提供新思路和新方法。