葡萄糖酸钠合成方法及应用范围的立项报告

第一节  葡萄糖酸钠的简介

葡萄糖酸钠在工业上用途十分广泛，葡萄糖酸钠可以在建筑、纺织印染和金属表面处理以及水处理等行业作高效螯合剂，钢铁表面清洗剂，玻瓶清洗剂，电镀工业铝氧着色，在混凝土行业用作高效缓凝剂、高效减水剂等。（立项报告）

第二节 葡萄糖酸钠的合成方法

工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料，采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，然后再由氢氧化钠进行中和，即可得葡萄糖酸钠，也可采用电解法和氧化合成。我国大都采用化学氧化法-次溴氧化法生产合成。

根据所用发酵酶种类的不同，发酵法可分为两钟，一种是用Aspergillus Niger的酶，另一种酸，后一法则借助于葡萄糖脱氢形成内酯，然后使酯分解。

葡萄糖酸钠也可直接由葡萄糖发酵而得。此时，发酵基持的组成可为：葡萄糖250~350g/L，七水硫酸镁0.2~0.3g/L，磷酸氢二铵或尿素0.4~0.5g/L。 此基质须进行灭菌处理。发酵过程中，温度控制为30-32度，pH用30%~50%氢氧化钠的办法控制为5.5-6.5，发酵过程持续40~100h。然后，通过过滤和洗涤除去微生物，活性炭脱色，再过滤，浓缩结果或喷雾干燥而得成品。

第三节 葡萄糖酸钠的应用范围

用作钢铁表面清洗剂：

钢铁表面如需要镀钵、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时，如制造马口铁，镀锌板，表面镀铬（电度）等，其钢坯表面均需经过严格清洗，使镀层物与钢铁表面牢固结合，这时候其清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到十分理想的效果。这一点已经被国际上制造马口铁的大公司所证实。

用作水泥掺合剂：

水泥中添加一定数量葡萄糖酸钠后，可增加混凝土的可塑性和强度，且有阻滞作用

即推迟混凝土的最初与最终凝固时期，例如添加0.15%的葡萄糖酸钠,可将 混凝土的初凝 固时间延长10倍以上,也就是将混凝土的可塑时间从几小时延长至几天,而不影响其牢 度。可塑性与延缓最初凝固时间在混凝土作业中是非常重要的问题，如在高温度季节施工及大型的工程作业中，延缓最初凝固时间则是个难题，葡萄糖酸钠可圆满解 决这个问题。另外高温时胶接油井是比较困难的，添加了葡萄糖酸钠后的混凝土在170℃高温下，在几个小时内可塑，因此也能圆满解决上述问题。因此葡萄糖酸 钠作为水泥掺合剂在国外已大量应用于重要的建筑工程，如中东的大量桥梁工程中。但是我们国内在这方面应用也还未推广应用，据说有在造纸废水中提炼纤维素磺 酸钠，其效果与葡萄糖酸钠根本是不可相提并论的。

此外还可在电镀，胶卷制造工业中应用。

作为一种多羟基羧酸型优良的缓蚀阻垢剂葡萄糖酸钠，由于具有上述诸多特异性质，如能在应用技术上肯下功夫，必将会被开发成一个很大的产业。

第四节 葡萄糖酸钠的工业用途

混凝土是一种组合物料，由水泥、集料、掺合剂和水制成。混凝土是所有人工制造的物料中最大量的。混凝土中四分之三是集料，然而在混凝土中最具活性的成分是 水泥浆。混凝土的性质和性能主要决定于水泥浆的性质。混凝土中的掺合剂能提供一些有益的作用如加速凝固，延缓凝固，使空气成气泡状存在，减少用水量和增加 塑性等等。通常在水泥中同时使用数种掺合剂，各种不同的掺合剂在一些应用中能互相强化。

葡萄糖酸钠可以作为掺合剂用在混凝土中，它在混凝土中的功能如下： 减水剂 和 缓凝剂

葡萄糖酸钠一般是单独使用，但是也可以与其它缓凝剂如碳水化合物和磷酸盐配合起来使用。葡萄糖酸钠是一种结晶的粉末。是在妥善规定和控制的条件下生产出来的。此化合物是化学纯的并且无腐蚀性。质量是恒定的。这些特点能保证它在应用中有可靠的和重复性的结果。

葡萄糖酸钠作为减水剂

通过加入减水剂，水对水泥比（W/C）能够减小。 通过加入葡萄糖酸钠能够获得如下的效果： 1、 增进工作性 在水对水泥比（W/C）不变的情况下，加入葡萄糖酸钠能增进工作性。这时，葡萄糖酸钠是起增塑剂的作用。在葡萄糖酸钠加量在0.1%以下时，其改进工作性 的程度与加入量成正比。 2、 增进强度 当水泥含量保持不变而混凝土中的水含量可降低（即W/C降低）。当葡萄糖酸钠的加入量为0.1%时，加水量可减少10%。 3、 降低水泥含量 水和水泥含量以同比例降低，W/C比保持不变。此时，葡萄糖酸钠作为水泥减量剂。 一般情况下，下列两方面对混凝土的性能说很为重要：收缩和产生热量。

葡萄糖酸钠作为缓凝剂

葡萄糖酸钠能够显著延缓混凝土的起始的和终了的凝固时间。在用量为0.15%以下时，起始凝固时间的对数与配加量成正比例关系，即配加量加一倍，起始凝固 的时间延迟到十倍，这就使能工作的时间从很少几个小时延长到几天而无损于强度。 特别是在热天和需要放置的时间较长时，这是一项重要的优点。

用作玻璃瓶专用清洗剂

饮料工业，食品工业，酿造工业的日数以亿万计的玻璃瓶，如汽水瓶，啤酒瓶，牛奶瓶，罐头瓶，酱油瓶，酒瓶等，其清洗工作是一项十分重要的事情，清洗剂的药 剂配方是一项难度较高的技术工作。目前国内尚未出现一种比较理想的药剂。主要存在问题有：去垢力不强，易堵塞洗瓶机的喷咀及管路；对瓶贴及瓶颈铁锈去染力 不理想；洗后微量残留物对食用安全性不理想（如磷酸盐残留）；洗涤水排放成公害（不能符合国家规定之标准）。如在其玻璃瓶清洗剂的药剂配方中改用葡萄糖酸 钠为主体，则上述问题均能迎刃而解。（八十年代已在上海汽水厂，上海啤酒厂做大型试验，有鉴定证明）这方面的应用国内尚未开发，若形成市场，潜力很大。

用作水质稳定剂

由于葡萄糖酸钠具有优异的缓蚀阻垢作用，所以被广泛用于水质稳定剂，例如作为石油化工企业循环冷却水系统，低压锅炉，内燃机冷却水系统等处理药剂。因为它 有以下特异优点： ⑴具有明显的协调效应。适用于钼、硅、磷、钨、亚硝酸盐等配方，由于协调效应影响，缓蚀效果大大提高。 ⑵缓蚀率随温度升高而增加。一般缓蚀剂随着温度升高而缓蚀率下降，甚至完全失去作用。但葡萄糖酸钠恰恰相反，缓蚀率在一定范围内随温度升高而提高，例如对 炭钢等材质的试验中，温度从77℃F于上升到120℃F，其缓冲率平均提高5%以上。所以葡萄糖酸钠这种奇异的特性，对较高温度的体系或从低温到高温的变 温体系 ，作缓蚀剂使用 是十分理想。 ⑶阻垢能力强：对钙，镁，铁盐具有很强的络合能力，所以阻垢能力很强，特别对Fe3+有极好的螯合作用，甚至在全PH范围内部有作用。 ⑷灭公害。使用葡萄糖酸钠作为循环冷却水缓蚀阻垢剂，达到灭公害，这是目前所使用的其他缓蚀阻垢剂无法比拟的优点。

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