專利名稱：一種高粘度、高取代度羧甲基淀粉醚制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉的化學(xué)改性。
高粘度高取代度羧甲基淀粉(HCMS)是改性淀粉的一種，其外觀為白色或淡黃色粉末狀(或顆粒狀)，性能與羧甲基纖維素(CMC)相近，具有良好的增稠、乳化分散和粘合性，屬陰離子型高分子電解質(zhì)，可以廣泛地用于紡織印染、食品加工、建筑材料、石油鉆井、精細(xì)化工和醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)中(CN1075140)(化學(xué)世界95年第7期)通常羧甲基淀粉的制造分為干法和濕法兩種工藝，干法是在淀粉原料中均勻混入干堿粉，再噴入氯乙酸溶液，在一定溫度下翻拌反應(yīng)一段時(shí)間后，得到改性淀粉。干法雖然浴比低，不需過濾，但羧甲基化反應(yīng)不均勻，取代度低，水溶性差，產(chǎn)品色質(zhì)黃呈堿性。而濕法生產(chǎn)是用有機(jī)溶劑(甲醇、乙醇、丙酮、異丙酮)為介質(zhì)，在大浴比下使堿和氯乙酸和淀粉反應(yīng)，生成羧甲基淀粉醚，為保持淀粉顆粒狀，免受堿溶脹，必須用過量的有機(jī)溶劑，用量約為淀粉量1-4倍，這樣的條件，使反應(yīng)仍然在淀粉顆粒表面進(jìn)行，試劑難以進(jìn)入淀粉結(jié)晶內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)品取代度和糊液粘度都難提高，所得產(chǎn)品雖然經(jīng)多次有機(jī)溶劑洗滌，色質(zhì)和堿度有所好轉(zhuǎn)，但是有機(jī)溶劑耗量很大，約為淀粉量的3-6倍，致使產(chǎn)品成本提高，由于是液—固相反應(yīng)，因此產(chǎn)品的取代度、粘度、均勻度、水溶性都難以改善。
本發(fā)明的目的是綜合現(xiàn)有技術(shù)中，淀粉改性干法和濕法兩種的優(yōu)點(diǎn)，采用予糊化淀粉原理，提出一種新的淀粉改性，制造羧甲基淀粉醚的方法。
本發(fā)明所提出的改性方法是以有機(jī)溶劑和水的混合物為介質(zhì)，在低浴比下，使淀粉處于堿糊化均相反應(yīng)，完全破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使試劑和淀粉分子鏈在短時(shí)間里呈均相態(tài)反應(yīng)，同時(shí)采用熱鼓滾壓干燥機(jī)顆粒造型，工藝條件為反應(yīng)溫度20-140℃，反應(yīng)時(shí)間10分鐘-6小時(shí)，基本配方為淀粉與反應(yīng)液浴比1∶0.7-1.5。
淀粉(份) 100有機(jī)溶劑(份) 5-40氯乙酸(份)5-40固堿(份) 10-25無離子水(份) 30-50有機(jī)溶劑可以采用甲醇、乙醇、丙酮、異丙醇。
本發(fā)明所提供的制造方法與現(xiàn)有技術(shù)中的干法和濕法相比，產(chǎn)品取代度可達(dá)0.9以上，糊液粘度5000mpa.s以上，與濕法相比，有機(jī)溶劑消耗量減少80-90％，氯乙酸減少30-40％，而產(chǎn)品粘度提高2-3倍，取代度提高1-2倍。該方法具有配方合理、工藝簡單、成本低廉、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供的制造方法與現(xiàn)有技術(shù)中的干法、濕法的效果和產(chǎn)品性能對照見下表
實(shí)施例1本例是以馬鈐薯淀粉為原料，酒精/水為介質(zhì)。
優(yōu)質(zhì)馬鈴薯淀粉 100份固體堿(CP級NaOH) 19份無離子水 39份工業(yè)氯乙酸 21.6份CP級乙醇 30份把氫氧化鈉和氯乙酸分別溶解到水和乙醇中，在冷卻浴中緩慢混合這兩種溶液并冷卻到室溫。把混合液噴入淀粉中并在捏合機(jī)中室溫捏合1小時(shí)，物料呈面團(tuán)狀。把物料投入到Φ150×300m/m熱鼓滾壓機(jī)中，45℃滾壓干燥4小時(shí)，粉碎并過60目篩。產(chǎn)品白色，PH＝9，取代度(D.S)＝0.53，2％糊液室溫粘度η＝5100mpa.s，易溶于冷水，溶液均勻透明，穩(wěn)定性好。
實(shí)施例2本例以木薯淀粉為原料，異丙醇/水為介質(zhì)。
優(yōu)質(zhì)木薯淀粉 100份固體堿(CP級NaOH) 27.3份無離子水 50份工業(yè)氯乙酸 31份CP級異丙醇 36份物料配制工藝如例1。物料投入熱鼓滾壓機(jī)中以80℃滾壓干燥30分鐘出料。產(chǎn)品白色帶微黃。取代度(D.S)＝0.93，2％糊液η＝3200mpa.s，PH＝8，易溶于冷水，溶液均勻透明，穩(wěn)定性好。
實(shí)施例3本例以玉米淀粉為原料，丙醇/水為介質(zhì)。
優(yōu)質(zhì)粘玉米淀粉 100份工業(yè)固體堿 21份無離子水 41份工業(yè)氯乙酸 23份工業(yè)丙酮 30份物料配制如例1。物料投入到Φ600×2000m/m型預(yù)糊化單鼓式干燥機(jī)中，分布于鼓表面形成薄層，受熱(120-140℃)糊化后約10分鐘干燥到含水份5％左右，被刮刀刮下并粉碎過篩。產(chǎn)品白色，D.S＝0.48，2％糊液η＝2600mpa.s，PH＝7.6，易溶于冷水，溶液均勻。
實(shí)施例4本例以鮮木薯淀粉為原料，酒精/水為介質(zhì)。
優(yōu)質(zhì)鮮木薯淀粉 100份工業(yè)固體堿 19份無離子水 39份工業(yè)氯乙酸 22份工業(yè)酒精 29份物料配制如例1。工藝設(shè)備操作如例3。產(chǎn)品帶微黃色，D.S＝0.38，2％糊液η＝4200mpa.s，PH＝8，易溶于冷水，溶液均勻透明，穩(wěn)定性好。
實(shí)施例5本例以木薯淀粉為原料，以酒精/水為介質(zhì)。
優(yōu)質(zhì)鮮木薯淀粉 100份工業(yè)固體堿 19份無離子水 66份工業(yè)氯乙酸 22份工業(yè)酒精 5份物料配制和工藝設(shè)備操作如例3。產(chǎn)品帶微黃色。D.S＝0.31，2％糊液η＝1800mpa.s，PH＝7.2，易溶于冷水，溶液均勻有白霧狀，透明度較差，溶液穩(wěn)定性有所下降。
權(quán)利要求
1.一種高粘度高取代度羧甲基淀粉醚的制造方法，該方法是以淀粉為原料，采用有機(jī)溶劑和水混合為介質(zhì)，使氯乙酸和淀粉反應(yīng)，其特征在于采用低浴比下，使淀粉處于堿糊化的均相反應(yīng)，反應(yīng)溫度20-140℃，反應(yīng)時(shí)間10分鐘至6小時(shí)，其基本配方組成淀粉 100份；氯乙酸 5-40份；固堿 10-25份；無離子水 30-50份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制造方法，其特征在于所述的淀粉與反應(yīng)液浴比為1∶0.7-1.5。
全文摘要
本發(fā)明屬于淀粉化學(xué)改性方法?，F(xiàn)有技術(shù)中,制造羧甲基淀粉醚的方法有干法和濕法兩類,但前者反應(yīng)不均勻而取代度低,后者又存在大浴比,消耗大量有機(jī)溶劑,致使產(chǎn)品成本過高。本發(fā)明提供的是一種低浴比下,使淀粉處于堿糊化的均相反應(yīng)方法。該法可在較高溫度下,縮短反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明提供的制造羧甲基淀粉醚的方向可使有機(jī)溶劑消耗量減少80—90%,氯乙酸減少30—40%,而產(chǎn)品粘度提高2—3倍,取代度提高1—2倍。
文檔編號C08B31/00GK1191222SQ9811313
公開日1998年8月26日 申請日期1998年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月4日
發(fā)明者宋榮釗, 曾梅珍, 潘松漢 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所