[发明专利]一种高取代度阳离子淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸领域，特别是一种高取代度阳离子淀粉的制备方法。

背景技术

淀粉作为化工原料与石油化工原料相比具有价廉、可再生、永不枯竭、生物可降解、绿色环保等突出的特点，是自然界中最重要的可再生资源之一。随着煤、石油等一次性能源可用量的不断减少及近年来石油化工原料价格的不断上涨和人们对自身生存环境保护意识的增强，淀粉作为可再生资源的开发和利用越来越受到人们的重视。

天然淀粉通过适当的变性处理就能明显提高其性能，可以制成工业上需要的各种淀粉衍生物产品，阳离子淀粉就是其中非常重要的变性淀粉之一。自从50年代在美国工业化生产以来，阳离子淀粉的数量和品种迅速增加，已广泛应用于造纸、粘合剂、化妆品、絮凝剂、印染、纺织、油田等行业。目前，工业规模生产的阳离子淀粉大部分为低取代度产品，尽管其本身具有的粘结性、成膜性等优良性能，但这些性能比较有限，难以满足现代发展的各种新技术、新工艺、新设备的要求。如阳离子淀粉作为固色剂、助留剂、助滤剂、絮凝剂、脱水剂、分散剂、天然胶料使用时，都需要更强的正电性，这就要求阳离子淀粉具有0.1～1或更高的取代度。因此，秉待研究开发高取代度阳离子淀粉，尽早实现工业化生产。

在造纸工业中，阳离子淀粉是最重要的湿部添加剂，其分子结构与纤维素分子的结构相似，都是由葡萄糖基所组成的，只是苷键的连接方式不同。由于它带有阳电荷，极易与带阴电荷的纤维、填料等靠静电引力相互吸附，易产生絮凝现象。这种絮凝作用能将细小纤维和填料包裹在微絮凝团内，提高了细小纤维与填料的留着率，同时微絮凝团使湿部在成型时空隙增大，可以使纸浆打浆度下降，滤水性改善，脱水加快，降低能耗。这种絮凝团虽是在瞬间形成的，很脆弱，在剪切作用下会分解成微絮凝，大大降低细小纤维和填料的留着，降低助滤作用，但却增加了与纤维间的均匀接触，使增强作用增加。絮凝作用的强弱，与阳离子淀粉的取代度、添加量和加入时间密切相关。一般，取代度越高，加入时间越短，絮凝作用就越强。但目前在造纸工业中使用的阳离子淀粉取代度一般为0.01～0.07，属于低取代度阳离子淀粉，为了开发阳离子淀粉在造纸工业的新用途，更好地利用淀粉这一可再生的资源，研究和开发更高取代度的阳离子淀粉势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，通过本制备方法所制得的阳离子淀粉取代度较高，电荷密度较高，冷水可溶且呈透明溶液。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其制备方法的步骤是：

(1).将碱溶于水形成碱液，将碱液喷入工业原淀粉中，混合均匀；

(2).向工业原淀粉中分别加入促进剂及阳离子醚化剂，混合均匀；

(3).再将产物采用酸调pH值调到5～7，即制备出遇冷水溶解成透明溶液的高取代度阳离子淀粉成品。

而且，所述的高取代度阳离子淀粉成品中，以工业原淀粉为基准的100份，其碱的用量为1～2份、促进剂用量为2～6份、阳离子醚化剂用量为55～100份，产物成品的含水量为20～30％，取代度为0.5～1.0；反应温度为55～65℃，反应时间4～6小时。

而且，所述的碱为氢氧化钠。

而且，所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或2，3-环氧丙基氯化铵。

而且，所述的促进剂为乙醇。

而且，所述的调pH值采用醋酸，或者盐酸。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明所制备的阳离子淀粉取代度较高，电荷密度较高，冷水可溶。

2.本发明在用作造纸湿部助留助滤剂时用量显著减少且效果明显，用作废纸浆胶粘物控制时，在不降低纸页强度的条件下可有效降低浆料中的胶粘物的含量。

3.本发明工艺简单，反应条件温和，投资少，充分利用可再生的植物资源，具有很好的环境效益和经济效益。制得的高取代度阳离子淀粉在造纸湿部作助留剂、废纸浆中胶粘物控制剂和废水处理中，取得良好的效果。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其制备方法的步骤是：

(1).将氢氧化钠溶于水形成碱液，将碱液喷入工业原淀粉中，混合均匀；

(2).向工业原淀粉中分别加入促进剂乙醇及阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，混合均匀；