氧化淀粉的制备方法
氧化淀粉和多酚类物质

氧化淀粉和多酚类物质
氧化淀粉是指淀粉经过氧化处理后的产物。
氧化淀粉通常是通过将淀粉与氧气或过氧化氢反应而制得。
这种处理可以使淀粉的一部分羟基转化为羧基,从而改变淀粉的性质。
氧化淀粉具有较好的溶解性和增稠性,因此在食品工业中被广泛应用于制备增稠剂、胶体和稳定剂等。
此外,氧化淀粉还可以用作纺织品的浆料、造纸工业的涂布料等。
多酚类物质是一类化合物的统称,其分子中含有多个酚基(-OH 基团)。
这类化合物在自然界中广泛存在,包括茶多酚、花青素、原花青素、黄酮类化合物等。
多酚类物质具有很强的抗氧化性,可以中和自由基,保护细胞免受氧化损伤。
因此,多酚类物质被认为对预防心血管疾病、癌症和其他慢性疾病具有积极作用。
此外,多酚类物质还具有抗炎、抗菌、抗病毒等多种生物活性,因此在药物和保健品领域有着广泛的应用前景。
总的来说,氧化淀粉和多酚类物质都是具有重要应用价值的化合物。
氧化淀粉在食品工业中起着增稠、稳定等作用,而多酚类物质则具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生物活性,对人体健康具有积极作用。
希望这些信息能够对你有所帮助。
氧化淀粉的制备方法

湖南工业大学本科毕业设计(论文)摘要本研究主要就是以马铃薯淀粉为原料,硫酸亚铁为催化剂,双氧水为氧化剂,制备氧化淀粉,再在氧化淀粉中加碱糊化,加入交联剂进行交联改性,降温后依次添加稀释剂、增塑剂、消泡剂等助剂,最终得到一种环保得、成本较低得、性能优良得淀粉基瓦楞纸板用粘合剂。
论文主要对氧化淀粉得制备、粘合剂得配方与制备工艺以及粘合剂得性能进行了研究。
通过单因素实验研究了反应温度、双氧水用量、催化剂用量与反应时间等影响因素对氧化淀粉粘合剂性能得影响,结果表明:淀粉36 g,氧化剂(质量分数为30%得H2O2)得用量为2 mL、催化剂(无水FeSO4)得用量为0。
1 g、反应时间为60 min、反应温度为35℃,氧化淀粉粘合剂得性能最好。
关键词:马铃薯,淀粉粘合剂,制备工艺目录第1章绪论 (1)1、1 淀粉粘合剂概述 (1)1。
1、1糊化淀粉粘合剂 (1)1。
1、2 氧化淀粉粘合剂 (1)1。
1。
3酸化改性淀粉粘合剂 (2)1。
1.4 酯化改性淀粉粘合剂 (2)1.1、5 淀粉接枝改性粘合剂 (2)1.2 国内外氧化淀粉粘合剂得发展状态 (3)1、2。
1 国内外氧化淀粉粘合剂得研究进展 (3)1、2.2国内外氧化淀粉粘合剂得应用进展…………………………………………41、3 本研究得内容及意义 (5)第2章材料与方法 (6)2。
1实验主要试剂 (6)2.2 仪器设备 (6)2、3实验步骤 (6)2。
3.1氧化阶段 (6)2、3、2 糊化阶段 (7)2。
3。
3 还原阶段………………………………………………………………………72、3。
4 交联阶段………………………………………………………………………72、3。
5消泡与稀释阶段 (7)2.4 淀粉粘合剂性能得表征方法 (8)2。
4、1 粘度 (8)2。
4、2 初粘力 (8)2、4。
3 粘合强度 (8)2。
4、4 储存稳定性 (8)第3章结果与讨论 (9)3。
催化氧化制备氧化淀粉

2005年8月第20卷第4期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and O ils A ss ociati onVol.20,No.4Aug.2005催化氧化制备氧化淀粉陈彦逍1,2 胡爱琳1 王公应1(中国科学院成都有机化学研究所1,四川成都 610041)(中国科学院研究生院2,北京 100039)摘 要 研究了以Cu2+为催化剂、双氧水为氧化剂,玉米淀粉经氧化处理后羧基含量和粘度的变化,考察了催化剂用量、反应时间、反应温度和反应pH值对结果的影响。
实验结果表明:选用Cu2+作催化剂,最适合反应条件为催化剂用量0.02%(淀粉干重)、反应温度45℃、反应时间4.0h、反应pH7.0。
在此催化条件下,双氧水用量20mL,可制得羧基含量为1.21%的氧化淀粉。
关键词 Cu2+催化剂 氧化 氧化淀粉 羧基含量 粘度0 前言淀粉作为天然高分子碳水化合物,因其价格低廉和易于获得,已成为一种丰富的再生性工业原料,然而天然原淀粉因其结构和性能上的缺陷影响它的应用效果,因此,国内外对淀粉变性及深加工的研究十分活跃。
氧化淀粉是变性淀粉主要品种之一,氧化淀粉和天然淀粉相比,具有流动性好、粘度稳定性高、渗透性强、粘结力好等优点,而且生产工艺简单、成本低,在纺织、造纸、食品等行业中有着广泛的用途。
国外近几年对氧化淀粉的研究主要放在氧化剂和催化剂的选用上,以提高反应效率和降低生产成本,如美国专利4838944研究了锰离子存在下双氧水降解淀粉[1]。
对氧化淀粉深入研究方面,中国与国外对比还存在一定差距,国内生产氧化淀粉主要采用次氯酸钠氧化法。
次氯酸钠虽然价廉,但其生产带来的污染给人们诸多不便,为了解决这一问题,作者采用安全卫生、氧化性强,不会造成二次污染的双氧水为氧化剂,在Cu2+催化下,氧化玉米淀粉制备高羧基含量的氧化淀粉。
1 实验材料与方法1.1 主要仪器与试剂DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器:河南省收稿日期:2004-07-16作者简介:陈彦逍,女,1976年出生,博士研究生,变性淀粉及纤维素等天然高分子化合物的研究予华仪器有限公司;S-212恒速搅拌器:上海申顺生物科技有限公司;CP224S分析天平:上海天平仪器厂;NDJ-7型旋转粘度计:上海天平仪器厂;30%双氧水、氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、无水亚硫酸钠均为AR;玉米淀粉,工业一级,吉林大成玉米开发有限公司生产。
氧化淀粉、酸性淀粉生产流程

氧化淀粉生产工艺流程水 2.5%NaOH 、10%HCL 水 水 NaCLO 污水处理 淀粉 淀粉乳 反应罐 合成罐 9级旋流洗涤 精乳罐 精乳高位罐水 污水处理 分离机 精乳罐蒸汽筛选 自动包装秤 成品 注: 1.经泵至车间反应工段(关键控制点1),淀粉乳通过外循环加热或降温,用配制好浓度的NaOH 、HCL 调节pH 值。
通过控制反应的温度、pH 值、时间,配合化验室检测数据,以期达到工艺要求的取代度反应完的淀粉乳由泵泵送至合成罐,加入水调成14Be ′,经过9级旋流器,用一定量的水洗涤,洗去过量的试剂、杂质、盐分,达到一定的浓度(≥19 Be ′)后,经泵送入离心脱水工段(关键控20~23Be ′温度、pH 值、时板换加热或降温 泵 浓度废水 泵 精淀粉乳≥19 Be ′ 稀释洗涤调节pH 洗涤废水精淀粉乳制点2),脱去部分水分后,经螺旋输送入闪蒸干燥器,通过控制送入干燥器的淀粉量,以期达到工艺要求的水分2.淀粉通过干燥器后,在重力的作用下进入成品筛,通过分离作用,达到工艺要求的细度后,进入包装机,包装成成品3.关键控制点1参数:温度(43~48℃)、反应pH 值(8.5~9.5)、时间(2小时)4.关键控制点2参数:蒸汽温度(130~145℃)、尾风温度(<50℃)、蒸汽压力(0.6~0.7mpa )酸处理淀粉生产工艺流程水 2.5%NaOH 、10%HCL 水 水 污水处理 淀粉 淀粉乳 反应罐 合成罐 9级旋流洗涤 精乳罐 精乳高位罐 水 污水处理 级旋流洗涤 精乳罐蒸汽筛选 自动包装秤 成品 20~23Be ′温度、pH 值、时板换加热或降温 泵 浓度废水 泵 精淀粉乳≥19 Be ′ 稀释洗涤调节pH 洗涤废水精淀粉乳注:1.经泵至车间反应工段(关键控制点1),淀粉乳通过外循环加热或降温,用配制好浓度的NaOH、HCL调节pH值。
通过控制反应的温度、pH值、时间,配合化验室检测数据,以期达到工艺要求的取代度2.反应完的淀粉乳由泵泵送至合成罐,加入水调成14Be′,经过9级旋流器,用一定量的水洗涤,洗去过量的试剂、杂质、盐分,达到一定的浓度(≥19 Be′)后,经泵送入离心脱水工段(关键控制点2),脱去部分水分后,经螺旋输送入闪蒸干燥器,通过控制送入干燥器的淀粉量,以期达到工艺要求的水分3.淀粉通过干燥器后,在重力的作用下进入成品筛,通过分离作用,达到工艺要求的细度后,进入包装机,包装成成品4.关键控制点1参数:温度(50~55℃)、反应pH值(0.5~1.0)、时间(6小时)5.关键控制点2参数:蒸汽温度(130~145℃)、尾风温度(<50℃)、蒸汽压力(0.6~0.7mpa)。
氧化淀粉-铝离子络合物的制备及其在皮革中的应用研究

氧化淀粉-铝离子络合物的制备及其在皮革中的应用研究氧化淀粉-铝离子络合物的制备及其在皮革中的应用研究一、引言氧化淀粉-铝离子络合物是一种由铝离子和氧化淀粉通过络合作用形成的复合材料。
它具有多孔结构、高比表面积和良好的附着性能,因此在皮革工业中具有广泛的应用前景。
本文将介绍该络合物的制备方法及其在皮革中的应用研究。
二、制备方法1. 氧化淀粉的制备氧化淀粉是制备氧化淀粉-铝离子络合物的基础材料。
一般通过将淀粉和氧化剂在酸性条件下进行反应来制备氧化淀粉。
在反应过程中,淀粉中的羟基被氧化成羰基,并形成氧化淀粉。
2. 氧化淀粉-铝离子络合物的制备制备氧化淀粉-铝离子络合物的方法有多种,下面介绍一种常用的方法。
首先,将氧化淀粉与铝盐在水溶液中混合,调节pH值使其处于络合反应的最适条件。
然后,在搅拌的同时,缓慢加入硫酸铝溶液,使铝离子与氧化淀粉发生络合反应。
最后,将络合物通过离心或过滤等方式得到。
三、性质分析氧化淀粉-铝离子络合物具有多孔结构,孔径分布均匀。
通过扫描电子显微镜观察,可以发现其表面有许多小颗粒状的结构。
这种多孔结构和小颗粒结构使得络合物具有较大的比表面积,由此可以提高其吸附性能和附着性能。
同时,络合物在皮革上形成的薄膜具有良好的柔软性和耐磨性,不易破裂,可以有效改善皮革的物理性能,并具有一定的防水性能。
四、在皮革中的应用氧化淀粉-铝离子络合物在皮革中的应用主要有两个方面,一是作为染料吸附剂,二是作为皮革涂层剂。
1. 染料吸附剂氧化淀粉-铝离子络合物具有较大的比表面积和良好的吸附性能,可以用作皮革上染料的吸附剂。
实验证明,添加络合物后,染料在皮革中的吸附量明显增加,提高了染料的利用率,使得皮革染色均匀且色彩鲜艳。
2. 皮革涂层剂氧化淀粉-铝离子络合物可以形成均匀且致密的薄膜结构,具有良好的附着性能。
因此,可以将该络合物作为皮革涂层剂使用。
添加络合物后,涂层对皮革的附着性能显著提高,能够有效抵抗外力的作用,减少皮革涂层的破裂和脱落,延长皮革的使用寿命。
空心胶囊用木薯羟丙基交联氧化淀粉的制备

空心胶囊用木薯羟丙基交联氧化淀粉的制备以食用木薯淀粉为原料,以环氧丙烷为醚化剂、三偏磷酸钠为交联剂、双氧水为氧化剂制备了不同交联度和粘度的羟丙基交联氧化改性淀粉。
以粘度和透明度为指标,选取了4种淀粉进行成膜性和淀粉胶囊制备,其中在条件羟丙基取代度为0.12,交联剂用量为0.6%,氧化剂用量为5%和8%下得到的淀粉产品,具有良好的成膜性,可作为原料应用于植物胶囊制备生产。
标签:羟丙基淀粉;淀粉胶囊;氧化;透明度前言淀粉作为绿色可再生的资源,广泛存在于自然界中,根据来源不同主要分为:禾谷类淀粉(玉米、大麦、小麦、高粱等)、薯类淀粉(马铃薯、木薯、甘薯等)和豆类淀粉(豌豆、绿豆、蚕豆等)等[1]。
木薯是世界三大薯类之一(木薯、马铃薯和甘薯),被誉为“地下粮仓”、“淀粉之王”,其主要生长在热带亚热带地区,具有适应性强,价格低廉等优点[1]。
木薯淀粉因蛋白质、脂肪、纤维素含量低,出品率高等特点[2]被广泛应用在食品、造纸、纺织、医药等多个领域。
然而,木薯淀粉糊液粘度稳定性差、耐剪切、耐盐、耐高温性能差很难满足现代工业化生产要求,致使木薯淀粉的应用范围受到了一定限制。
采用化学、物理、生物的方法通过分子中引入、切断、重排等手段对淀粉加以改性处理,可得到性能更加优良的淀粉衍生物。
羟丙基淀粉是淀粉在碱性条件下与环氧丙烷发生亲核取代反应得到的一种非离子型淀粉,具有糊化温度低、糊液透明度高、稳定性好等优点[3]。
交联淀粉是通过多官能团的交联剂将淀粉分子“架桥”在一起,形成空间的网络结构,从而可提高淀粉糊液的稳定性和耐高温、耐剪切性能。
氧化淀粉作为改性淀粉品种之一,具有良好的透明度、糊化温度、可配置高浓低粘溶液等特点,由于在淀粉分子中形成了强亲水性羧基,淀粉的成膜性、膜韧性、强度、水溶性均提高[4]。
明胶胶囊因其自身缺陷以及食品药品安全事故的频发,使得纯天然、植物胶囊材料被人们广泛研究。
淀粉作为最具潜力的明胶替代物,其来源广泛、价格低廉深受广大研究者青睐。
氧化淀粉的研究进展

氧化淀粉的研究进展变性淀粉中目前使用量最大、范围最广的一类是氧化淀粉。
本文就氧化淀粉的性能、制备工艺进行了综述。
标签:氧化淀粉工艺性能近年来人们越来越重视资源的利用,资源的化工利用发展有下列几个阶段:19世纪50年代前是以煤为原料的乙炔化学时代;50-80年代是以石油为原料的乙烯化学时代;80年代-2000年是以C1为原料的C1化学时代,2000年以后进入了利用像淀粉等那样的再生性资源的化学时代。
淀粉在自然界存在广泛,植物的块根和种子中就含有。
淀粉资源很丰富,并且价格低廉,以淀粉为原料,通过一系列物理、化学的变性和生物降解可制得性质不同、作用不同、适用于各种应用领域的淀粉衍生物。
这些制得的变性淀粉产品比天然淀粉性质更优异,使用更广泛,普遍用于纺织、造纸、胶粘剂、食品、石油化工、化妆品等工业。
身为农业大国的我们,淀粉资源丰富来源广泛,因此大力开发研究淀粉工业,于我国有着十分重要而深远的意义。
一、氧化淀粉的性能在工业中氧化淀粉是使用范围最广泛的一类变性淀粉。
它是以天然淀粉(如玉米淀粉或馬铃薯淀粉等)为原料,以H2O2、NaClO作氧化剂,在碱性条件下氧化制得的。
淀粉葡萄糖单元的C6原子上的伯羟基在氧化反应后被氧化成醛,接着再被氧化成羧基。
而C2和C3上的仲羟基也能被氧化成羧基,并发生了环断裂等反应。
在氧化过程中促使大分子发生降解的因素是苷键的部分断裂,降低了聚合度,从而淀粉的溶解性能得到了提高。
天然淀粉在氧化反应后得到新的官能团,分子中羟基的数量会随之减少,进而阻止了淀粉分子间的缔合,即降低分子间氢键的结合能力。
最终制备出洁白、易糊化,强粘合力的氧化淀粉产品。
二、氧化淀粉的制备而这样一类用途最广的氧化淀粉,在制备工艺中所使用的氧化剂有多种,其中最为常用的是次氧酸钠、过氧化氢、高锰酸钾等。
1.次氯酸钠氧化淀粉法徐莱等[1]采用玉米淀粉作原料,次氯酸钠碱性溶液作氧化剂,制备粉状氧化淀粉,探究了淀粉氧化反应的机制,研究了温度、PH值、氧化剂用量对产品的影响。
高锰酸钾氧化淀粉

高锰酸钾氧化淀粉前言:石油化学工业的发展,在促进社会进步和人们生活水平提高的同时,给环境造成了极大的危害,如何开发来源广泛,可降解的化工产品,是众多化学工作者研究的热点,为淀粉化学品这一可再生资源的利用提供了难得的发展机遇。
淀粉在自然界分布十分广泛,对环境没有什么危害,是一种环保的绿色产品。
淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。
淀粉除食用外,工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精灯,也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。
可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的物质中提取而得。
淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。
直链淀粉含几百个葡萄糖单元,支链淀粉含几千个葡萄糖单元。
在天然淀粉中直链的占20%~26%,它是可溶性的,其余的则为支链淀粉。
当用碘溶液进行检测时,直链淀粉液呈显蓝色,而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。
(原因是:具有长螺旋段的直链淀粉可与长链的聚I3 -形成复合物并产生蓝色。
直链淀粉-碘复合物含有19%的碘。
支链淀粉与碘复合生成微红-紫红色,这是因为支链淀粉的支链对于形成长链的聚I 3 -而言是太短了。
)淀粉是植物体中贮存的养分,贮存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,大米中含淀粉62%~86%,麦子中含淀粉57%~75%,玉米中含淀粉65%~72%,马铃薯中则含淀粉超过90%。
淀粉是食物的重要组成部分,咀嚼米饭等时感到有些甜味,这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了二糖--麦芽糖。
食物进入胃肠后,还能被胰脏分泌出来的唾液淀粉酶水解,形成的葡萄糖被小肠壁吸收,成为人体组织的营养物。
支链淀粉部分水解可产生称为糊精的混合物。
糊精主要用作食品添加剂、胶水、浆糊,并用于纸张和纺织品的制造(精整)等。
所以,淀粉精细化学品将有很好的未来发展前景!摘要:氧化淀粉使淀粉糊化温度降低,热糊粘度变小而热稳定性增加,产品颜色洁白,糊透明,成膜性好,抗冻融性好,是低粘度高浓度的增稠剂,广泛应用于纺织、造纸、食品及精细化工行业。
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湖南工业大学本科毕业设计(论文)摘要本研究主要是以马铃薯淀粉为原料,硫酸亚铁为催化剂,双氧水为氧化剂,制备氧化淀粉,再在氧化淀粉中加碱糊化,加入交联剂进行交联改性,降温后依次添加稀释剂、增塑剂、消泡剂等助剂,最终得到一种环保的、成本较低的、性能优良的淀粉基瓦楞纸板用粘合剂。
论文主要对氧化淀粉的制备、粘合剂的配方和制备工艺以及粘合剂的性能进行了研究。
通过单因素实验研究了反应温度、双氧水用量、催化剂用量和反应时间等影响因素对氧化淀粉粘合剂性能的影响,结果表明:淀粉36 g,氧化剂(质量分数为30%的H2O2)的用量为2 mL、催化剂(无水FeSO4)的用量为0.1 g、反应时间为60 min、反应温度为35 ℃,氧化淀粉粘合剂的性能最好。
关键词:马铃薯,淀粉粘合剂,制备工艺目录第1章绪论 (1)1.1 淀粉粘合剂概述 (1)1.1.1 糊化淀粉粘合剂 (1)1.1.2 氧化淀粉粘合剂 (1)1.1.3 酸化改性淀粉粘合剂 (2)1.1.4 酯化改性淀粉粘合剂 (2)1.1.5 淀粉接枝改性粘合剂 (2)1.2 国内外氧化淀粉粘合剂的发展状态 (3)1.2.1 国内外氧化淀粉粘合剂的研究进展 (3)1.2.2 国内外氧化淀粉粘合剂的应用进展 (4)1.3 本研究的内容及意义 (5)第2章材料与方法 (6)2.1 实验主要试剂 (6)2.2 仪器设备 (6)2.3 实验步骤 (6)2.3.1 氧化阶段 (6)2.3.2 糊化阶段 (7)2.3.3 还原阶段 (7)2.3.4 交联阶段 (7)2.3.5 消泡和稀释阶段 (7)2.4 淀粉粘合剂性能的表征方法 (8)2.4.1 粘度 (8)2.4.2 初粘力 (8)2.4.3 粘合强度 (8)2.4.4 储存稳定性 (8)第3章结果与讨论 (9)3.1 氧化剂用量对淀粉粘合剂性能的影响 (9)3.2 水粉比对淀粉粘合剂性能的影响 (10)3.3 氧化时间对淀粉粘合剂性能的影响 (10)3.4 交联剂用量对淀粉粘合剂性能的影响 (11)3.5 反应温度对淀粉粘合剂性能的影响 (12)3.6 糊化剂用量对淀粉粘合剂性能的影响 (12)3.7 糊化时间对淀粉粘合剂性能的影响 (13)结论 (14)参考文献 (15)致谢 (17)第1章绪论1.1 淀粉粘合剂概述淀粉粘合剂以天然淀粉为主剂,水为溶剂,经氧化、糊化、络合和改性等方法制成的环保型粘合剂。
由于其原材料来源丰富,成本低,投资少,见效快,产品无毒无味,粘结强度较高,生产工艺简便,便于实现机械化生产,受到业内人员的高度重视,其应用范围不断拓展,已成为各工业部门和日常生活不可缺少的重要胶种。
近年来,随着改性技术在淀粉粘合剂制备中的应用,这种粘合剂得到了迅速的发展,取得了众多研究和应用成果。
淀粉粘合剂是以淀粉与水为主要原料经糊化、氧化或酯化、接枝作用制成的粘稠液体或易溶解的固体物质,根据变性方法不同,可分为糊化淀粉粘合剂,氧化淀粉粘合剂,酯化淀粉粘合剂,接枝淀粉粘合剂。
由于原淀粉相对分子质量较大,聚合度较高,流动性及渗透性较差,用作粘合剂时必须对淀粉的内部分子结构进行降解。
降解方法主要有热降解、生物降解、酸降解和氧化降解等,由于前三种方法存在温度高、时间长、降解率低和降解程度难以控制等问题,因此常用氧化降解的方法来制备。
因此氧化淀粉粘合剂是制备其他改性淀粉粘合剂的基础[1]。
1.1.1 糊化淀粉粘合剂糊化淀粉粘合剂是用非改性淀粉、糊精、苛性钠、水加热糊化而制成的一种淀粉粘合剂。
常把这一制备工艺称为碱糊法和精糊法。
在由非改性淀粉制备粘合剂时,除加碱以外,往往还加入增稠剂(硼砂),以提高其初粘力,并可降低其固含量,而且还应加入甲醛或苯酚衍生物作为防霉剂。
糊化淀粉粘合剂在制备过程中,开始粘度很低,随着温度升高,粘度会随之增大,但粘度太高,对制备加工不利,使用也不方便,为此,可加入适当的酸、碱、盐类物质等添加剂解聚分子,以达到稀释目的,另外,可以采用水解、甲基醚化和酰化等改性淀粉的方法,制取各种淀粉衍生物,也能在高浓度下获取粘度较低的淀粉粘合剂。
1.1.2 氧化淀粉粘合剂氧化淀粉本身不溶于水,无粘性,加入糊化剂NaOH后,羧基变成钠盐,增加亲水性和溶解性,与淀粉中未被氧化的羟基结合,破坏了部分氢键,使大分子间作用力减弱,溶胀糊化后,粘合剂变稠,和交联剂硼砂交联改性,硼原子外电子层的空轨道能吸收糊化后的氧化淀粉中的-OH,结合为配位体,形成网状结构的多核络合物,具有交联增稠作用,使淀粉胶的黏度和表面张力增加,内聚力增加,从而内聚力和稳定性都得以改进。
1.1.3 酸化改性淀粉粘合剂酸化改性主要利用酸性物质中氢离子的降解作用,降低淀粉大分子上的苷键的活化能,对淀粉进行催化水解。
淀粉经酸化处理后制得的粘合剂,其流动性得到了改善,同时也提高了粘液的透明度和稳定性,一般情况下淀粉的酸化改性通常是和淀粉的其他改性一起进行的。
比如硫酸的酸化改性是在氧化过程中完成的,一方面为反应提供酸性环境,同时对淀粉进行酸化降解;而磷酸在酯化改性过程中进行,同时起到酸化降解的作用[2]。
1.1.4 酯化改性淀粉粘合剂酯化改性是通过淀粉分子中的羟基与其他物质发生酯化反应而赋予淀粉新的官能团,从而使淀粉粘合剂的性能得到改善,不同的酯化淀粉所得的粘合剂的性能不同。
其中常用酯化试剂主要有脲醛树脂、磷酸两种,其中脲醛树脂通过自身的二羟甲基脲与氧化后的淀粉中的醛基和羟基分子发生分子间脱水缩聚,它的优越性在于将其涂在纸板上,会形成一层结实的薄膜,抑制了淀粉向纸内渗透,可以提高淀粉的初粘性和防潮性以及干燥速度等;磷酸通过与淀粉分子中的羟基发生酯化反应,生成的磷酸单酯淀粉,同时磷酸还能对淀粉起到一定的酸解作用。
不同酯化和酸化降解程度的磷酸淀粉粘合剂用途不同,比如用于涂料工业的粘合剂要求粘合力强,有良好的成膜特性和分散性,而在纺织浆料中应用的粘合剂则要求固含量低、粘度低、流动性好、稳定性好。
1.1.5 淀粉接枝改性粘合剂[3]接枝改性是通过一定的方式在淀粉的大分子上产生初级自由基,然后引发接枝单体,进行接枝共聚,使某些烯烃单体以一定的聚合度接枝到淀粉的分子上,在淀粉链上形成合成高聚物分子链,从而改变淀粉粘合剂的性能。
常用的接枝共聚试剂主要有以下几种:(1)聚乙烯醇聚乙烯醇分子结构中含有大量的仲羟基和少量的乙酰氧基,利用聚乙烯醇与淀粉分子“接枝”,聚乙烯醇是唯一的具有优良的成膜性和乳化性,胶层强度高,韧性好的能溶于水的多羟基聚合物,其溶液对多孔性、吸水性表面(如纸张等)有强的粘结能力,通过聚乙烯醇的接枝改性得到的淀粉粘合剂有更好的粘接性、流动性和抗凝冻性。
(2)聚丙烯腈和聚丙烯酸这类试剂与淀粉接枝共聚生成的改性淀粉吸收性强,能够在常温下吸收的水分,常用于做脱水剂和水分吸收剂,据资料表明,这种干燥剂可以吸收自身重量的 1000~1500倍的离子水[4]。
(3)环氧氯丙烷在碱性条件下,与淀粉生成接枝聚合物,淀粉与环氧氯丙烷作用生成的粘合剂能提高粘合剂的粘度,而且具有良好的流动性和成膜性,并且透明度较高,稳定不易变质。
1.2 国内外氧化淀粉粘合剂的发展状态1.2.1 国内外氧化淀粉粘合剂的研究进展对于改性淀粉粘合剂,前人在这方面的研究已经比较深入和成熟了,1829年莱比格(Lie Big)首先发表了淀粉与氧化剂次氯酸反应的文章,1896年就有工业化生产氧化淀粉的初步思路,1895年和1905年分别有了关于氧化淀粉的德国和美国专利[5],1934年,美国Stsin Hail和Jordon Bauer研制成功了玉米粘合剂,并获得了广泛应用。
1971年,Weakley,F.B[6]用蛋白质与双醛淀粉合成制得了胶合板用的淀粉胶,该胶有良好的粘度,并且具有良好的预压性能,压制的板子满足了11胶合板的要求。
1999年,Syed H. Imam等用聚乙烯醇与淀粉共混,再用六甲氧基甲酯三聚氰胺进行交联所制得的粘合剂粘接强度和抗水性都得到了很大的改进,在木材应用上取得了良好的效果[7]。
Hua-li Tang等研制了以聚乙烯醇、少量的SiO2和淀粉制备了可生物降解胶。
其拉伸强度达到15.0 Mpa,伸长率超过120%。
研究发现,SiO2不但没有影响胶的生物降解性,还有化学键C -O - Si生成,从而提高了其耐水性能。
我国自20世纪80年代中期开始推广淀粉粘合剂以代替水玻璃,氧化法是生产淀粉粘合剂的主要方法,常用的氧化剂有次氯酸钠、过氧化氢、和高锰酸钾等。
由于过氧化氢和其他两种氧化剂比较,环境污染少,制备的粘合剂颜色好,流动性好,经常采用。
按制备温度淀粉粘合剂可以分为热制法和冷制法,热制法能量消耗大;冷制法在常温下进行,但需要时间较长,一般需要16~24小时。
选用氧化剂过氧化氢,在一定温度、pH和催化剂的条件下发生分解,释放出具有较强氧化能力的离子或新生态的[O],使原淀粉链葡萄糖单元1位,2、3位和6位碳上的羟甲基(-CH2OH)部分氧化成醛基,醛基进一步氧化成羧基(-COOH),并且与碱性基结合形成羧酸盐。
由于这种功能基的变化,使胶与纸纤维的结合力大大提高,也增加了粘合剂的亲水性,使之易于储存。
另外,过氧化氢的加入还对粘合剂有除色作用。
选用烧碱为糊化剂,起到了破坏淀粉大分子之间和分子内原有的羟基之间的氢键结合,使大分子溶胀糊化。
一方面使原来紧密结合的键束被拆开;另一方面使氧化淀粉中羧基变成羧酸的钠盐,增加了与水的亲合性, 从而具备良好的流动性。
俞书宏[8]等介绍了以高锰酸钾作为氧化剂,于55 ℃~65 ℃的温度下进行氧化反应制备瓦楞纸用氧化玉米淀粉粘合剂的方法,其特点是生产设备及工艺简单、氧化程度易控制、产品质量稳定、干燥时间短等。
尹宝霖[9]等在酸性环境中用高锰酸钾为氧化剂,制得氧化淀粉,再配以适当的促干剂、交联剂等制成淀粉粘合剂粉剂,可有效地提高干燥速度,解决普通淀粉胶稳定性差和储存期短的问题。
王飞摘[10]等以高锰酸钾-缓和剂为氧化体系,采用冷制法,研究了氧化剂用量、浓度、氧化时间等因素对产品性能的影响。
当高锰酸钾浓度为4%、氧化时间为20 min时,所制得改性淀粉粘合剂的各项性能均较好。
1.2.2 国内外氧化淀粉粘合剂的应用进展用氧化淀粉与脲醛树脂进行交联改性,可以改善脲醛树脂的综合性能。
淀粉氧化程度越大,淀粉分子中羧基越多,得到氧化淀粉分子越小,越容易与脲醛树脂聚合。
可以用高碘酸将淀粉氧化成双醛淀粉,制备粘合剂时不使用甲醛[11],这就彻底解决了“三醛树脂”粘合剂游离甲醛释放问题[12~14]。
蒲艳玲[15]等用淀粉对聚乙烯醇缩甲醛进行改性,制得一种适用于煤堆及垃圾覆盖的粘合剂。
实验结果表明,该粘合剂具有初粘性强、耐水性好、贮存性稳定、制备和使用简便等优点。