1. 研究目的与意义
木聚糖是自然界中最为丰富的半纤维素，因尚未被充分利用，引起了广大学者的关注。阳离子木聚糖是通过用氢氧化钠作为催化剂在乙醇水溶液中用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHMAC）季铵化制备的。阳离子木聚糖对纸张有较好的增强作用, 它在提高抗张强度和耐破强度的同时,对撕裂强度的提高也比较明显，同时还可以增加纸张的湿度。对阳离子木聚糖的研究能够让我们在医药包装行业作为涂料添加剂、乳化包埋剂等方面更进一步。同时，木聚糖的其他高聚物能作为保健品对人的身体有益。
2. 国内外研究现状分析
阳离子纤维素是阳离子高聚物家族中重要的代表之一，在国际注册的人体保护品用阳离子聚合物中，它用量高居首位。1993年，日本、美国、欧洲等国用量近2000吨，当时预估到1997年包括中国在内将达到2500吨左右。阳离子纤维素除了在美国、日本等几个发达国家生产，中国上海赛璐珞厂经过了一段时间的努力也研究出了可取代国外生产技术的方法。
以往有研究显示，木聚糖的电荷密度是确定在带相反电荷底物上吸附行为的重要因素，并且电荷密度影响纸张性质。阳离子半纤维素还能改善纸的物理性质。 Schwikal和Lee等人已研究得到结论：具有较低电荷密度的阳离子木聚糖比较高电荷密度木聚糖更能改善纸性能。此外，Laine等人表明，外部吸附的具有环尾形状的羧甲基纤维素（CMC）比吸附后的平坦构象对增加纸的结合强度有更大的相对效果。但是，仍然需要更多的研究以获取对木聚糖的电荷密度和电解质浓度对木聚糖吸附和纸强度的影响，从而有更深入的理解。
3. 研究的基本内容与计划
木聚糖是自然界中最为丰富的半纤维素，因尚未被充分利用，引起了广大学者的关注。阳离子木聚糖是通过用氢氧化钠作为催化剂在乙醇水溶液中用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（chmac）季铵化制备的。阳离子半纤维素在实际应用中也有许多优点，如可以对纸张具有较好的增强作用, 它在提高抗张强度和耐破强度的同时,对撕裂强度的提高也比较明显，同时还可以增加纸张的湿度。鉴于阳离子木聚糖的诸多优点，我将研究阳离子木聚糖的制备方法、表征以及应用，从而可使阳离子木聚糖更加推广。
木聚糖是植物细胞中半纤维素的主要成分，是丰富的生物质资源，是自然界中出了纤维素之外含量最丰富的的多糖。但是，自然界中很多木聚糖没有被有效的利用，造成了很大的资源浪费。阳离子半纤维素一般都使用购买的聚戊糖作为原料, 多数在水溶液中进行反应。对半纤维素进行阳离子化改性，相对添加半纤维素，在纸浆悬浮液中添加阳离子化半纤维素可使纸张的机械强度提高更大。随着世界粮食短缺，开发生物质原料中的半纤维素，对于减少工业用粮、最大化利用植物资料具有较深远的意义。
木聚糖在食品、医药生物等方面有许多潜在的应用，如在医药包装行业作为涂料添加剂、乳化包埋剂等尚未得到充分发掘。在高等植物细胞壁中，生物高分子主要是半纤维素与纤维素，与木质素存在着密切的关联。木聚糖纤维素交联甚至发生在外细胞壁基质，从而提供了各种改进的机会。
4. 研究创新点
以从蔗渣中提取的半纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子试剂、乙醇 /水为反应介质,通过季铵化反应制备了阳离子蔗渣半纤维素聚合物 .通过改变反应条件合成了一系列水溶性好、取代度在 0.002 ～0.02之间的阳离子半纤维素 。季铵化反应能够增加半纤维素的水溶性和阳离子性等 ,并且具有与阳离子聚合物和两性聚合物相似的化学特性。
