专利名称：一种阳离子淀粉的制备工艺的制作方法
技术领域：
一种阳离子淀粉的制备方法。
背景技术：
阳离子淀粉是淀粉醚的一种重要衍生物。阳离子淀粉是指在淀粉大分子中引入伯 胺基、仲胺基、叔胺基或季铵基，赋予淀粉阳离子特性。阳离子淀粉的正电荷使它能与带负 电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上。利用其能与带负电 荷的分子或细小颗粒结合的性质，阳离子淀粉被广泛应用于造纸湿部、经纱上浆、废水处理 等。阳离子淀粉品种繁多，按其氨基化合物的结构可分为伯胺型、仲胺型、叔胺型、季铵型 和杂类(如亚胺等)阳离子淀粉；不同类型的阳离子淀粉可根据电荷条件、溶解性、PH值等 应用在不同的领域。有关制备阳离子淀粉的报道很多，几乎所有方法都是在碱性条件下将阳离子化试 剂与淀粉反应来制备阳离子淀粉。通常用的淀粉阳离子化反应的试剂是季铵型3-氯-2-羟 丙基三甲基氯化铵醚化试剂。此醚化试剂在酸性、中性、碱性条件下，都显阳离子态。Ivan Simkovica等直接用环氧氯丙烷、氨水与淀粉反应制备出弱阳离子型的阳离子淀粉(Ivan Simkovica, Joseph A. Laszlo, Arthur R.Thompson. Preparation of a weakly basic ion exchanger bycrosslinking starch with epichlorohydrin in the presence of NH40H. Carbohydrate Polymers. 1996. 30(1) :25_30.)，但通过交联剂、胺类直接与淀粉反应制备 阳离子淀粉的方法此后并未得到进一步的发展。阳离子淀粉的生产工艺也多种多样。一般 制备阳离子淀粉的方法主要可分为干法、湿法以及介于两者间的半干法。湿法生产是国内 目前使用最普遍的生产方法将淀粉、水、碱及阳离子化试剂一起加热糊化反应或先将淀粉 加水糊化，然后再与碱及醚化试剂进行反应。此法优点在于质量稳定，产品杂质少；但缺点 是有一定的污水排出，污染环境。而干法则是化学试剂用少量溶剂溶解后，将其均勻喷洒在 淀粉上，然后进行反应。干法具有工艺简单、节省能源、无三废的特点，是环境友好型的理想 方法；同时对反应器的结构要求很高，在反应过程中传热、传质等都要求十分均勻，而且产 品中含有杂质及盐类，但有时对使用效果影响不大。半干法是继干法之后发展起来的一种 制备方法，其工艺简单，成本低，有较大的灵活性，并且环境污染小，可适合制备不同取代度 的产品。半干法是继干法之后发展起来的一种方法。其工艺简单，成本低，有较大的灵活性， 并且环境污染小，可用于制备各种不同高、中、低取代度的阳离子淀粉。阳离子淀粉是一类重要的淀粉衍生物，但至今为止还没有关于用胺、交联剂 和淀粉通过一步法制备阳离子淀粉合成技术的报道，相关知识是用阳离子化试剂(如 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵等)与淀粉反应制备阳离子淀粉。因此，本发明的目的是开 发一种直接用胺、交联剂与淀粉反应制备阳离子淀粉的新型工艺。通过调整胺、交联剂与淀 粉的比例可以调整阳离子淀粉的阳离子化度、溶解性等，使阳离子淀粉具有更广泛的应用 前景。
发明内容
本发明的目的是开发一种阳离子淀粉的制备方法，即直接将胺、交联剂与淀粉反 应制备阳离子淀粉。选择不同的胺可以制备出伯胺、仲胺、叔胺、季铵类型的阳离子淀粉，通 过原料配比的改变可以控制产品的阳离子化程度及溶解性，可将该阳离子淀粉用作造纸化 学添加剂、絮凝剂、离子交换剂、化妆品乳化剂、废水处理的吸附剂、建筑行业的水泥速凝剂
寸。
权利要求
一种所述阳离子淀粉的制备方法，其特征在于以淀粉、碱性催化剂、交联剂和胺为原料，分碱化、阳离子化两步制备阳离子淀粉(1)碱化步骤是将浓度为1～100％的碱液(纯碱用量为干态淀粉重量的0.1～50％)在搅拌下加入到淀粉中，然后用高速搅拌机搅拌混合1～30分钟，再将混合物置于温度为10～60℃的环境中碱化0.1～5小时。(2)阳离子化反应是将碱化淀粉、干淀粉重量的0.1～50％的交联剂以及干淀粉重量的0.1～50％的胺初步混合后用高速搅拌机搅拌混合1～30分钟，再将混合物置于温度为10～60℃的环境中阳离子化1～10小时。反应完毕将产物用体积比7∶3的乙醇水溶液反复洗涤，过程中用浓度为1～20％的盐酸酸调节pH值为5～8，然后过滤、干燥、粉碎得到阳离子淀粉。
2.据权利要求1所述碱化淀粉的制备方法，其特征在于所用碱为KOH，NaOH,Na2CO3, K2CO3, CH3COOK, CH3COONa, CH3CH2ONa, CH3CH2OK, CH3ONa, CH3OK 中的 1 3 种。
3.据权利要求1所述阳离子反应，其特征在于所用胺化合物的化学分子结构通式如下
4.据权利要求1所述阳离子反应，其特征在于所用交联剂为乙二醇二缩水甘油醚、甲 醛、戊二醛、环氧氯丙烷、环硫氯丙烷、三偏磷酸钠、三氯氧磷中的1 3种。
全文摘要
本发明公开了一种阳离子淀粉的生产工艺，其特征是将胺和交联剂加入到碱化淀粉中，在搅拌机中混合均匀，然后将固态混合物在一定温度下反应制备阳离子淀粉。直接将胺和交联剂与淀粉反应制备阳离子淀粉，避免了传统工艺中价格昂贵的阳离子化试剂的应用，从而可以有效降低阳离子淀粉的成本；通过调整胺、交联剂与淀粉的比例可以调整阳离子淀粉的阳离子化度、水溶性等。该发明所涉及的阳离子淀粉的生产工艺具备工艺简单、环境友好、反应条件温和等特点，所生产的阳离子淀粉具有成本低、溶解性可调、具有良好的白度和细度等特点，可广泛应用于造纸湿部、经纱上浆、废水处理等领域。
文档编号C08B31/12GK101942031SQ20101028170
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月11日 优先权日2010年9月11日
发明者刘军深, 张锦峰, 李桂英, 郭磊, 马松梅 申请人:鲁东大学