应用化学-10010111-杨伟实

4.3、催化剂用量对酯化反应的影响
大多数的催化剂会改变反应的速率，不会影响其最终产物。但尿素不仅加快反应速度，而且本身也可与淀粉发生交联反应，起取代基的作用，从而使降解产物减少，阻止有色物质的生成，并伴有氨基甲酸酯基团的衍生物的生成[23]。添加尿素后会降低产品的糊透明度，并且添加量越多降低越大，对于相同DS(0.01)的产品，尿素的添加量从2%升至10%时，糊的透光率则从88.3%降至24.9%。
Starch Phosphateis a traditional research topic, its application is still limited in papermaking, textile, food and cosmeticsIndustryalthough researchesaboutitwerevery much. Thedegree ofsubstitutionof the production in mostproduction manufacturer is very low foreconomic interests, that resultsreaction efficiency and product value-added is not high.The synthesis and application in newsprint and food of starch phosphate with high DS are the main research direction recently. If we can develop starch phosphate with high DS for the two fields, that will further widen the application prospect of starch phosphate. In the paper, theprocess, the reaction mechanism, phychemical properties, the analysis method of DS and application are reviewed, it has theoretical significance and practical significance for the production and expanding the use range.
4.1、反应温度对酯化反应的影响
反应温度对酯化反应的影响很明显，实验表明[12,20]：在110-1200C时，酯化反应速度很慢，几乎不发生反应；当温度升至120-150℃之间，随着反应温度增高，取代度(DS)和反应效率(RE)增高得很快；在150-160℃之间，反应速度增加非常缓慢；160℃以后，取代度和反应效率开始下降，粘度仍然不断增加，此时产品颜色偏黄；1700C时产品颜色变为浅黄色，这是由于产品部分糊化、碳化造成。研究表明，高温酯化实际上包含著淀粉分子的降解、交联等过程[21]。所以反应温度控制在130-1500C之间为宜。
保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。
本人签名：
日期：
年 月 日
导师签名：
日期：
年 月 日
摘 要
淀粉是化工应用中重要的可降解和再生的绿色能源。天然淀粉因某些性质上的缺陷使其应用受到限制，为了克服这些问题，需要进行化学变性处理。磷酸酯淀粉是一个传统的研究课题，虽然研究很多，但其应用仍然局限于造纸、纺织、食品、化妆品等领域。多数变性淀粉生产厂家生产的磷酸酯淀粉结合磷含量普遍偏低，反应效率和产品附加值不高。高结合磷（取代度）磷酸酯淀粉的研究及其在新闻纸和食品中的应用是近期的主要研究方向之一，若能开发出适用于这两个领域的高结合磷的磷酸酯淀粉，将会进一步拓宽此淀粉的应用前景。本文对磷酸酯淀粉的合成工艺和反应机理，物化性能，取代度的分析方法以及应用等方面进行了综述，这对于该种变性淀粉的生产和扩大使用范围具有理论指导意义和现实意义。
湿法工艺的优点是试剂与淀粉混合均匀度好，产品质量好，缺点是收率低，生产流程过长，生产过程产生大量废水，设备投资大、能量消耗大，因而使成本过高，这些缺陷限制了它的大规模工业化生产。
2.2.2、干法工艺
干法工艺指的是反应是在固相条件下进行的。干法工艺更加适合于工业化的生产，生产周期短，效益高，不产生废水，有利于保护环境。但由于目前国内干法生产工艺落后，实验条件的限制，在实验过程中无法真正实现干法工艺，特别是反应器的不达标，使得淀粉和磷酸盐溶液很难混合均匀，导致产品质量不稳定。
淀粉磷酸酯是一种重要的化学改性淀粉，它的应用日益广泛。淀粉磷酸酯所用的原料是各种淀粉和磷酸盐，原料丰富易得，生产技术不难，经济效果理想。尽管国内淀粉价格上涨，但这只是暂时的，因为淀粉是一种可再生的资源。如果大力推荐应用淀粉磷酸酯，将促进淀粉资源的深加工。由于它改变了天然淀粉的原有性质，使之更能适应许多部门的要求，因此自问世以来，受到人们的注目，已在食品、造纸、纺织、等工业得到了广泛的应用，许多新的领域也在不断开拓，是一种值得开发的系列产品[3]。
2、淀粉磷酸酯的制备
2.1、淀粉磷酸酯的制备原料
一般磷酸酯淀粉的制备是用水溶性的磷酸盐，借助于“干热”反应将磷酸酯基团引入淀粉中，而制备磷酸酯淀粉的原料有正、焦、偏或三聚磷酸盐等多种磷酸盐，淀粉与正磷酸盐磷酸化的温度在140-160℃，淀粉与焦磷酸盐则在140℃的温度下反应，淀粉与偏磷酸盐的反应温度为130℃，而淀粉与三聚磷酸盐磷酸化所用的温度要比前几种磷酸盐的低，仅在100-130℃，反应温度较温和，并且发生交联反应的程度较低。
Keywords:Starch Phosphate,；Degree of Substitution,；PhychemicalProperties；Application
淀粉磷酸酯的研究进展
杨伟实
（巢湖学院化学化工与生命科学学院，安徽 巢湖238000）
1、引言
淀粉磷酸酯是淀粉与磷酸在特定的条件下反应产生的一种淀粉衍生物。淀粉很容易和各种磷酸盐反应而生产磷酸酯，由于磷酸根是三价酸，故能与淀粉分子中众多羟基中的三个反应，分别生成淀粉磷酸单酯、双酯或三酯。淀粉磷酸单酯通常简称为磷酸酯淀粉，广泛的应用于工业上。
3、淀粉磷酸酯取代度的测定方法
淀粉磷酸酯取代度主要从结合磷来计算。通过实验，采用总磷减去游离磷求得结合磷，方法简捷可靠。
目前，测定淀粉磷酸酯取代度的方法有重量法、原子吸收法、石墨炉法、容量法和分光光度计法等。其中分光光度法是我国和国际上分析淀粉磷酸酯总磷含量的标准方法[14,15]。我国于1989年通过了用于淀粉及其衍生物总磷含量测定的GB12092-89[16]。
分光光度法的基本原理是将淀粉磷酸单酯中的结合磷用浓硫酸湿法消化分解，使其转化为磷酸，然后在强酸性及还原剂的存在下与钼酸铵反应生成磷钼酸铵，再被还原成蓝色的钼蓝，其蓝色的深浅与样品中含磷量成正比[17]。
磷钼酸喹啉容量法的基本原理是将有机磷转化成正磷酸盐，与钼酸钠和喹啉反应生成黄色的磷钼酸喹啉沉淀，用过量的碱标准溶液溶解沉淀，然后以标准盐酸溶液返滴定过量的碱，按实际消耗的碱量计算出磷含量[17]。
分光光度计法和磷钼酸喹啉容量法虽然都是测定淀粉磷酸酯取代度的常用方法，但实验表明[15]，磷泪酸哇琳容量法在数据精密度和重现性方面差于分光光度计法，且试剂配制繁琐，而分光光度计法可同时测多种未知样品，且操作方便，结果准确。
4、磷酸酯淀粉制备的主要影响因素
根据有关文献[18,19]，知道酯化反应温度、反应时间、尿素用量、pH值和磷酸盐用量是影响酯化反应的主要因素，下面分别讨论这几种因素对酯化反应的影响。
本科毕业论文（设计）
淀粉磷酸酯的研究进展
Advanceof Research onStarch Phosphate
学院化学化工与生命科学学院
专业应用化学
届别2014届
学生姓名杨伟实
学号********
指导教师刘志军
职称实验师
论文字数9448
完成时间2014.5
巢湖学院本科毕业论文(设计)诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
关键词：淀粉磷酸酯；取代度；物化性能；of the important biodegradable and regeneration of green energy in the applications of chemical. Natural starch is restricted in some applications for its properties flaws, some chemical modification can been made for overcoming these problems.
4.2、反应时间对酯化反应的影响
随着反应时间的推移，DS和RE都有增加，此现象几乎适用于所有合成。实验表明[22]：DS与酯化反应的时间和温度对DS影响的趋势相似，随时间增长而增加。当温度为140℃时，时间超过3h后,淀粉会热降解，样品颜色也会变黄。因此酯化反应的时间以2-3h为宜。酯化反应的时间与温度是密切相关的，酯化的温度高，则反应的效率高，反应的时间短；酯化反应的温度低，则反应的效率低，反应的时间长。
2.2.3、半干法工艺
半干法工艺是指淀粉和磷酸盐的混合是在液相中进行，但反应是在固相中进行的一种方法。半干法设备要求不高，而且混合是在液相中进行的，只需普通的电动搅拌器即可，又有干法实验的效果，很适合在实验室中制备。
除上述这三种常用的方法以外，挤压法[6,7]和微波法[8,9]是近十年才发展起来的变性淀粉合成新工艺，工艺尚不成熟，仍停留在实验阶段和理论探索阶段。
2.3、淀粉磷酸单酯制备机理