淀粉醚性质、用途与生产工艺
淀粉醚即醚化淀粉，是淀粉分子中的羟基与反应活性物质反应生成的淀粉取代基醚。包括羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉等。由于淀粉的醚化作用提高了黏度稳定性，且在强碱性条件下，醚键不易发生水解，因此，醚化淀粉在许多领域得以应用。在砂浆行业具有快速增稠、提高材料的抗下垂能力、延长操作时间、提高保水性等功能，并且与其它材料具有很好的相容性。
国内厂家生产较多的是羟丙基淀粉醚,它可以通过淀粉和环氧丙烷或环氧氯丙烷，在碱性条件下反应制得。羟丙基有良好的亲水性,能提供淀粉醚，极佳的保水性能。同时羟丙基为非离子性,受电解质的影响小,能在较宽的酸碱pH值条件下使用。而且取代醚键，稳定性高,在水解、氧化、交联等化学反应过程中取代基都不会脱落,利用这种性质,对其进行复合变性加工、控制取代度,可以得到不同特性的产品,因此特别有利于作建筑砂浆的添加剂。用于改性的原材料淀粉来源于天然产物,是一种广泛的可再生资源,淀粉基产品比纤维素醚等产品更为经济,降低干混砂浆产品的成本。
图1为淀粉醚粉末。
按甲基淀粉(Sodium Carboxy Methye Stareh) 简称CMS,是淀粉与氯乙酸钠在碱性条件下发生醚化反应而制得的水溶性淀粉衍生物。生产CMS的方法可分为水溶液法、有机溶剂法、干法。水溶液法在制取取代度<0.2的产品时由于产物不溶于水,可直接获得颖粒状产品,而制取取代度DS>0.2的产品时,产物可溶于水,反应终了要加Na2SO4或NaCl使CMS盐析出来,再用乙醉洗涤,醇洗后析出物变得疏松，此法所获产品含盐低,但操作繁琐、产率低。干法是将淀粉、碱、氛乙酸按比例投入类似球磨机或干粉混合器的设备中混匀加热,并向干粉中喷适量的水,反应始终保持粉末状态,故名干法。有机溶剂法可使反应物料始终为颗粒状,有利于后处理,所用溶剂可以是异丙醇、甲醇、乙醇,从安全和经济角度用乙醇较为合适,是现今生产上采用较多的方法,其优点是产品质量好,醚化剂收率提高,其工艺流程为:
图2为淀粉醚生产工艺流程。
采用玉米淀粉为原料,以乙醇、水混合溶剂为分散剂,加入NaOH，在40 ℃左右的温度下，进行丝化反应l h,生成碱性淀粉,再根据不同要求按比例加入抓乙酸和催化剂,进行校甲基化反应,在60 ℃左右的沮度下反应4～8 h；反应结束后.稍加冷却,并用酸中和,进行固液分离;然后用乙醇一水混合液洗涤,除去盐类物质；最后对洗涤后产物进行干燥、粉碎,反应物羟甲基淀粉的取代度高低，与添加的化学试剂量有关。该法合成的梭甲基淀粉平均收得率可达95%以上.产品均匀性好,取代度高,可作为添加剂应用于医药、食品等行业。
淀粉醚的应用现状目前,淀粉醚已广泛应用于纺织工业、药品制荆、日用化工和食品工业等部门,需求量日益增长。
(1)食品工业中的应用校甲基淀粉(CM)S在食品工业中应用广泛,在食品雄头蜜封胶的制备工艺中,它是不可少的成分,在调味料加工中,可作增稠填充剂，在这些食品饮料中添加适量的CMS,可使产品获得醇厚、细腻的良好品质,增加浓度和稠度。
(2)纺织工业中的应用校甲基淀粉(CM)S，在纺织工业中常被用来替代海藻酸钠和竣甲基维生素、聚乙烯醇。实践应用表明不同取代度的CMS所具有的作用是不同的。低取代度的CMS具有粘度高、成膜性好、浆膜柔韧、浆液渗透性好的特点。
(3)医药工业中的应用淀粉醚CMS，具有良好的水溶、枯接和膨胀等功能。在医药工业中用作赋形剂和崩鲜剂。在洗涤时,它对固体污垢有较好的悬浮分散作用，并能防止污垢对洗涤织物的再污染。纯度较高的CMS,具有良好的亲水性,因此常被用来替代校甲基维生素(CMC)作牙膏和化妆品的增稠剂,所生产的牙膏细腻发亮,触变性好,刷牙时扩散快,爽口,发饱效果好。高取代度CMS可代替CMC用于造纸。
(4)石油钻井中的应用CMS具有良好的水溶性。因此,它被用作石油钻井泥浆中的降失水剂,具有降失水而不提粘的效果。用CMS配制钻井泥浆降失水剂,不仅保持油层不受泥浆的污染,还具有携带钻屑,使泥饼致密的作用。
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淀粉醚
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