功麓高分子精细与专用化学晶2001年增刊Functional Po妒mer
蕾秀君丁文光安丰发万永翔王建华
(齐鲁石油化工公司研究院，淄博255400)
擅要介绍了系列阳离子淀粉的合成方法，着重考察了反应温度、反应时间、醚化剂用量对产品取代度的影响，同时对产品的使用性能进行了测试。 美t词阳离子淀粉醚化荆取代度
阳离子淀粉是一类重要的改性淀粉，由于其性裹1实t曩材料一览裹
能优异，用途广泛，故自1957年美国的c．C．Cold wall发表了阳离子淀粉的第一个专利以
来，各国相继开展研究，不但使其数量和品种迅速增多，合成方法也不断得到改进。国外早
艾草精油提取设备已广泛用于造纸工业，是仅次于明矾、橙油，用量占第三位的造纸湿部化学
助剂。目前国外正在开发其在水处理、纺织、洗涤剂阳离子淀粉的氯含量测定采用凯氏定氮法，具
金属导电膜工业等领域的应用。体操作参考国标GBl2091-89。阳离子淀粉的水分测阳离子淀粉的品种很多，本文研究了取代度为试，具体操作参照国标GBl2087．89；糊液粘度采
用
0．01—0．1阳离子淀粉的合成工艺，开发出QSA．Ol、NDJ．1旋转粘度计测
定。QSA-02、QSA．03、QSA-04等牌号的产品，醚化反应率1．2合成方法
达到88％以上。将一定量的醚化剂水溶液与氢氧化钠在低温下黄粉虫筛选机
迅速混合，均匀地加到玉米淀粉中，在特定搅拌器中
1实验
混合均匀，然后加热反应1．5—2h。反应完成后用
1．1主要试剂和测试方法盐酸中和至产品pH=7．0—8．0，干燥后即为成品。实验原材料见表1。主要反应的方程式如下：
flI±一f‟卜。112一N．(。鸭)，a一+“∞“—+弋_cH一6屿一Ⅳ…6珥‟，a一+№c1+坞o
cIl6H 0
mardr--。H+世7。H_cH2一N+(c鸭)，a…』竖№卜卜c玛1廿_c屿_N+(c耳)，a
0O‟H
主要副反应：
警了6H_c啦一N+(c玛)，cl‟里严1卜c地一N+(钒)，cl一警了6H_。啦一N+(6玛)，61‟j严1卜。地一
N+(钒)，61—
工业的侧重点不同，QSA-m、QSA-03、QSA-04分别用2结果与讨论
造纸助留助滤剂于表面施胶、浆内施胶及助留助滤剂。QSA-02产品QSA．01、QSA-03、QSA-04系列阳离子淀粉产品取代度高．主要用于洗涤化妆行业。都用于造纸工继电器封装
业，属于低取代度变性淀粉，其原材料考察阳离子淀粉性能和使用效果最主要的指标
相同、制造工艺类似。不同点在于：产品的取代度及是取代度D．S。D．S是指淀粉分子中每个D-葡萄
糖反应物料配比不同；产品的性能不同，因而用于造纸单元上的活性羟基被取代的物质的量，常用对应取
糟细与专用化学品2001年增刊功麓高分-3r．．————————————————————————————————————————————————————————————————————Func盯OnaI Polymer
代物的摩尔数来表示。实际上淀粉分子中葡萄糖甙3％～4％、7％～8％。单元上的羟基即使只有少量被
取代，原淀粉的性质2．2反应沮度对反应结果的影响也会因此有很大
改变。在试验过程中，我们通过测与大多数化学反应相同，温度对淀粉醚化反应彩油泥
定阳离子淀粉分子中氮元素含量的增加值，来确定有着显著的影响。温度升高可加快反应速度，但过
淀粉分子中葡萄糖甙单元上的羟基被取代的量，从
高会造成淀粉糊化、醚化剂水解、产品分解，导致反
而可以计算出取代度。
应率下降，实验结果见下表。
在阳离子淀粉的整个反应过程中，我们采用先
寰3反应温度对阳^子淀研蕞刊产品的影响
进的半干法工艺，混合设备成为影响反应率及产品
性能的关键因素。它不同于固．固混合或液．液混
合，而是在粉体物料淀粉中加人少量的醚化剂水溶
液及碱催化剂，液体量占总物料量的18％一25％。
淀粉遇少量水起球，局部碱量大，加热易糊化，产生
明胺化。根据资料调研情况”“1。我们采用特定的混
台器，对影响反应的主要因素醚化剂用量、反应温
度、反应时间等作了一系列考察。
2．1醚化剂用■的确定采用50％的醚化剂水溶液
与淀粉进行醚化反
应，加入醚化剂的量不同，台成阳离子淀粉的取代度
亦不同。在反应温度75—80℃，反应时间2．Oh，
物料总古水量18％一22％条件下，考察了醚化剂
与淀
粉的投料比对阳离子淀粉的取代度及醚化反应率的由表3可见，合成阳离子淀粉系列产品较适宜
影响，结果见表2。的反应温度是75．80％。
襄2一化剂用量对阳■予建研取代度的影响2．3反应时问的■定
固定物料总含水量为21％．在75％反应条件试t■号l化荆与诧册投料比／m取代度／％I化反应事／％
下，考察反应时间的影响，实验结果见表4。
裹4反应时问对QSA-04的影
响
根据造纸工业的特点，QSA-OI取代度为0．03±可以看到，反应时间延长，产品取代度及反应率0．005时，适宜作中性施胶AKD的专用助剂；QSA．03 提高，但反应2h以后，氮古量不再增加，故取反应时
取代度为0．02±0．005时，适宜作表面施胶剂；QSA．间为1．5—2b。同QsA．04相类似。合成QsA．叭、
04取代度为0．045±0．005时，适宜作助留助滤剂。QSA-02、QSA-03系列产品较适宜的反应时间仍为QSA-02产品取代度为0，1±0．00．5，主要用于洗涤1．5—2h。剂、化妆品及水处理行业。由表2实验
结果可以看2．4产品性能测试出，随着醚化剂与淀粉投料比
的增加，合成阳离子淀考察阳离子淀粉产品性能的主要指标是：糊液
粉的古氮量上升．相应产品取代度提高，合成QSA．是否均匀、有无结块，糊液的稳定性能是否达到
使用01、QSA-02、QSA-03、Osa．04阳离子淀粉，醚化荆与要求等，国内产品大多存在稳定性能达不到使用要
淀粉的适宜投料比分别为4．5％一5％、22％一24％、求的缺点，产品糊液性能测试结果列于表5。
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功31E离分子精细与专用化学晶2001年增刊Functional P曲，mer
裹5系列产品性能测试化反应率≥88％，糊液稳定，无三废排放，产品性能
达到国内领先水平。尤其是高取代度阳离子淀粉
QSA-02，与聚乙二醇、香料等复配制得留香剂，加
入
洗衣粉中，效果显著；该品与丙烯酰胺共聚得到阳离
子聚丙烯酰胺，成为优良的絮凝剂，应用前景良好。
主要参考文献
[1]US 4，281，1(30
[2]US 4，281．1(39
3结论[3]JP 2．242，899
[4],1P 2，295，952
采用半干法工艺合成阳离子淀粉系列产品，醚
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