[發(fā)明專利]一種高取代度陽離子淀粉的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710150695.1
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101168569A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳夫山;陳啟杰;王高升;劉澤華
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學
• 主分類號: C08B31/08
• 分類號: C08B31/08
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造紙領(lǐng)域，特別是一種高取代度陽離子淀粉的制備方法。

背景技術(shù)

淀粉作為化工原料與石油化工原料相比具有價廉、可再生、永不枯竭、生物可降解、綠色環(huán)保等突出的特點，是自然界中最重要的可再生資源之一。隨著煤、石油等一次性能源可用量的不斷減少及近年來石油化工原料價格的不斷上漲和人們對自身生存環(huán)境保護意識的增強，淀粉作為可再生資源的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視。

天然淀粉通過適當?shù)淖冃蕴幚砭湍苊黠@提高其性能，可以制成工業(yè)上需要的各種淀粉衍生物產(chǎn)品，陽離子淀粉就是其中非常重要的變性淀粉之一。自從50年代在美國工業(yè)化生產(chǎn)以來，陽離子淀粉的數(shù)量和品種迅速增加，已廣泛應用于造紙、粘合劑、化妝品、絮凝劑、印染、紡織、油田等行業(yè)。目前，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的陽離子淀粉大部分為低取代度產(chǎn)品，盡管其本身具有的粘結(jié)性、成膜性等優(yōu)良性能，但這些性能比較有限，難以滿足現(xiàn)代發(fā)展的各種新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的要求。如陽離子淀粉作為固色劑、助留劑、助濾劑、絮凝劑、脫水劑、分散劑、天然膠料使用時，都需要更強的正電性，這就要求陽離子淀粉具有0.1～1或更高的取代度。因此，秉待研究開發(fā)高取代度陽離子淀粉，盡早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

在造紙工業(yè)中，陽離子淀粉是最重要的濕部添加劑，其分子結(jié)構(gòu)與纖維素分子的結(jié)構(gòu)相似，都是由葡萄糖基所組成的，只是苷鍵的連接方式不同。由于它帶有陽電荷，極易與帶陰電荷的纖維、填料等靠靜電引力相互吸附，易產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象。這種絮凝作用能將細小纖維和填料包裹在微絮凝團內(nèi)，提高了細小纖維與填料的留著率，同時微絮凝團使?jié)癫吭诔尚蜁r空隙增大，可以使紙漿打漿度下降，濾水性改善，脫水加快，降低能耗。這種絮凝團雖是在瞬間形成的，很脆弱，在剪切作用下會分解成微絮凝，大大降低細小纖維和填料的留著，降低助濾作用，但卻增加了與纖維間的均勻接觸，使增強作用增加。絮凝作用的強弱，與陽離子淀粉的取代度、添加量和加入時間密切相關(guān)。一般，取代度越高，加入時間越短，絮凝作用就越強。但目前在造紙工業(yè)中使用的陽離子淀粉取代度一般為0.01～0.07，屬于低取代度陽離子淀粉，為了開發(fā)陽離子淀粉在造紙工業(yè)的新用途，更好地利用淀粉這一可再生的資源，研究和開發(fā)更高取代度的陽離子淀粉勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高取代度陽離子淀粉的制備方法，通過本制備方法所制得的陽離子淀粉取代度較高，電荷密度較高，冷水可溶且呈透明溶液。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種高取代度陽離子淀粉的制備方法，其制備方法的步驟是：

(1).將堿溶于水形成堿液，將堿液噴入工業(yè)原淀粉中，混合均勻；

(2).向工業(yè)原淀粉中分別加入促進劑及陽離子醚化劑，混合均勻；

(3).再將產(chǎn)物采用酸調(diào)pH值調(diào)到5～7，即制備出遇冷水溶解成透明溶液的高取代度陽離子淀粉成品。

而且，所述的高取代度陽離子淀粉成品中，以工業(yè)原淀粉為基準的100份，其堿的用量為1～2份、促進劑用量為2～6份、陽離子醚化劑用量為55～100份，產(chǎn)物成品的含水量為20～30％，取代度為0.5～1.0；反應溫度為55～65℃，反應時間4～6小時。

而且，所述的堿為氫氧化鈉。

而且，所述的陽離子醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或2，3-環(huán)氧丙基氯化銨。

而且，所述的促進劑為乙醇。

而且，所述的調(diào)pH值采用醋酸，或者鹽酸。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：

1.本發(fā)明所制備的陽離子淀粉取代度較高，電荷密度較高，冷水可溶。

2.本發(fā)明在用作造紙濕部助留助濾劑時用量顯著減少且效果明顯，用作廢紙漿膠粘物控制時，在不降低紙頁強度的條件下可有效降低漿料中的膠粘物的含量。

3.本發(fā)明工藝簡單，反應條件溫和，投資少，充分利用可再生的植物資源，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。制得的高取代度陽離子淀粉在造紙濕部作助留劑、廢紙漿中膠粘物控制劑和廢水處理中，取得良好的效果。

具體實施方式

本發(fā)明通過以下實施例進一步詳述，但本實施例所敘述的技術(shù)內(nèi)容是說明性的，而不是限定性的，不應依此來局限本發(fā)明的保護范圍。

實施例1：

一種高取代度陽離子淀粉的制備方法，其制備方法的步驟是：

(1).將氫氧化鈉溶于水形成堿液，將堿液噴入工業(yè)原淀粉中，混合均勻；

(2).向工業(yè)原淀粉中分別加入促進劑乙醇及陽離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，混合均勻；