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阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用

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干法制备阳离子淀粉及在造纸中的应用现状

干法制备阳离子淀粉及在造纸中的应用现状

干法 制 备 阳离 子淀 粉 工 艺 简单 ， 成本 低 ， 反应 效 天然 淀粉 由于 工 业 要 求 经 过 化 学 改性 可 以获 得 种类 繁多 的淀 粉 衍 生 物 ， 其 应 用 范 围 也 因 此 得 以拓 展 。阳离子 淀粉 是改性 淀粉 中研 究 较 多 ， 且 已工业 化
剂， 讨 论 了干法 制 备 阳离 子淀 粉 工 艺 中 阳离 子试 剂 、
催化剂用量及反应温度、 反应时间等因素对取代度和 反应效率 的影响 ， 经 乙醇洗涤、 抽滤、 干燥 ， 制备 出取 代度为 ０ ． ２ ８ ９ ， 反应效率为 ７ ５ ％的高取代度阳离子淀
粉。
能 改善 阳离子 淀粉 的流 平性 ， 具有 更 好 的表 面施 胶性
期 ： ｝ ｝ 迭 纸 ２ ０ １ ４ 年 第 ４ 期
・
造纸化学品 ・
干法制备 阳离子淀粉及在造纸中的应 用现状
张 哲， 付 柯， 何 舜
（ 陕西理 工学院化 学与环境科 学学院， 陕西汉 中 ７ ２ ３ ０ ０ １ ）
摘 要 阳 离子 淀粉 属 化 学 改性 淀粉 ， 由于 性 能优 越 ， 广 泛 应 用 于各 个 领 域 。 本 文 重 点 综 述 了 阳 离子
拓 展 了 阳离 子淀 粉 的应 用 范 围 。采 用 微 波 辅 助 法 能
获 得具 有更低 粘 度 和 更 高糊 液 稳 定 性 的低 粘 度 阳离 子 淀粉 ， 其 中的 双氧 水 、 次 氯 酸 钠 往 往 协 同对 阳离 子
淀粉 进行 氧化 ４ Ｊ 。
代度 阳离子淀粉的制备 ， 应用范围受到限制。阳离子
能也有 所差 异 。 以玉米 淀 粉为原 料 ， ３一氯 一２一羟丙
生物 … 。其制 备工 艺 简 单 ， 成本低廉 ， 各 方 面 的性 能 均 优 于其他 改性 淀粉 。 阳离 子淀 粉 带正 电荷 ， 能 与带 负 电荷 的纤 维进 行紧密 结合 ， 用作 施 胶 剂能 提 高纸 张

功能阳离子淀粉的制备和应用

功能阳离子淀粉的制备和应用

功能阳离子淀粉的制备和应用高和军;李友平;杨宇;周凤;阚涛涛;涂胜【摘要】采用环氧氯丙烷、己二胺对可溶性淀粉进行接枝改性,制各了功能阳离子淀粉(CFS)颗粒.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)以及紫外-可见光谱(UV)等测试手段对材料的微观相态结构和性能进行了表征.在0.1g/L的直接耐晒大红4BS模拟染料废水中,考察了功能阳离子淀粉的用量、沉降时间,搅拌速度,搅拌时间等因素对脱色率的影响.结果表明,在60rpm的搅拌速度下,功能阳离子淀粉的投入量为5g/L,搅拌50min,静置20 min,其脱色率可达94.4%.%The cationic functional starch (CFS) was synthesized by soluble starch, hexane diamine and epichlorohydrin.The morphology and properties were characterized by SEM, IR and UV.The fiocculation characteristics of CFS have been evaluated in 0.1 g/L direct scarlet 4BS solution by jar test.Those factors of dosage, settling time,stirring speed and stirring time were investigated.The results showed that CFS had rough and porous morphology;the decolorization efficiency (DE) could get 94.4 ％, when the dosage was 5 g/L, the stirring speed was 60 rpm,the stirring time was 50 rain and the settling speed was 60 rpm.【期刊名称】《西华师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)001【总页数】5页(P71-75)【关键词】阳离子淀粉;絮凝剂;染料废水;脱色【作者】高和军;李友平;杨宇;周凤;阚涛涛;涂胜【作者单位】西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009;西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009;西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009;西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009;西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009;西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室,四川,南充,637009【正文语种】中文【中图分类】O636.1.2随着印染工业的迅速发展，印染废水脱色问题日益突出.印染废水具有排放量大、色度深、浓度高等特点，印染废水处理的主要问题是色度的去除.对于废水处理的化学方法而言，化学絮凝沉降法是最常用的方法，其主要试剂为无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，由于无机絮凝剂的用量大、污泥多等缺点，有机高分子絮凝剂，用量小、脱色性能高等优点吸引了大量学者的研究.有机高分子絮凝剂包括人工合成高分子和天然高分子.由于人工合成高分子的价格昂贵，难于降解，毒性大等缺点导致其应用受限，因此寻求一种价格低廉、容易生物降解、无毒的天然高分子絮凝剂越来越引起人们的关注［1，2］.常用的天然高分子絮凝剂包括淀粉类［3－5］、壳聚糖类［6－8］、木质素类［9－11］等等.其中，因阳离子天然高分子絮凝剂脱色具有优异的性能而被广泛应用，但是，前人研究的主要是亲水性絮凝剂.虽然亲水性絮凝剂能通过电中和、压缩双电层以及高分子架桥作用等达到优越的脱色性能，但当亲水性絮凝剂过量时，会导致二次污染以及造成污水重新稳定，降低脱色效率.因此，学者尝试增加亲水性絮凝剂的疏水性以获得性能优越的高分子絮凝剂，如S.Schwarz［12］等人，在阳离子聚苯乙烯支链上接入不同疏水链段的基团获得一定疏水度的高分子絮凝剂，将其用于固液分离，表现出了良好的性能.本文尝试对可溶性淀粉进行改性以获得功能阳离子淀粉(CFS).由于其为疏水性絮凝剂，既减小了化学二次污染的可能，又可调节固体颗粒的大小，达到理想的污水处理效果.1.1.1 实验药品可溶性淀粉，AR、二甲基亚砜，AR、丙酮，AR、无水乙醇，AR、己二胺，AR、氢氧化钠，AR、均为成都科龙化工试剂厂制造.36%盐酸(四川航嘉生物医药科技有限公司)，工业级、直接耐晒大红(石家庄康特化工有限公司)4BS，分析纯1.1.2 实验仪器UV－2550紫外可见分光光度计(日本Shimadzu公司)、JSM25900扫描电子显微镜(日本电子)、红外光谱仪 Nicolet－560，美国 Nicolet.在80℃下，向150 mL三口烧瓶中加入60 mL二甲基亚砜与8.0 g可溶性淀粉，搅拌溶解.冷却后在40℃下，向体系加入36%氢氧化钠溶液20 mL，充分搅拌30 min后，加入20 mL环氧氯丙烷.继续反应4 h后得中间体，蒸馏水洗涤至中性，丙酮洗涤3次，减压干燥.在80℃条件下，将精制的中间体与过量的己二胺搅拌回流8h，得到胺化淀粉，蒸馏水洗涤3次，乙醇洗涤3次，减压干燥.在30℃下，用适量1∶2盐酸浸泡胺化淀粉8 h，蒸馏水洗涤3次，乙醇洗涤3次，减压干燥，碾磨得白色粉末状CFS.样品的表面形貌用JSM25900扫描电子显微镜观测;采用红外光谱对样品的官能团进行分析;紫外可见光谱在波长506 nm下对直接耐晒大红4BS模拟废水进行测定. 烧杯实验:向50 mL烧杯中量取0.1 g/L模拟染料10 mL，在300 rpm转速下，向烧杯中投加适量絮凝剂快速搅拌2 min.继续低速搅拌一段时间后，立即将溶液倒入10 mL的试管中静止一段时间，取试管上层清液，采用UV－2550测定其吸光度.其吸光度与浓度之间直线方程为:A=31.239C+0.0507，R=0.99868.脱色率(DE)的换算如下:式中:C0—处理前的模拟染料废水的浓度;C1—处理后的模拟染料废水的浓度.由图1可知，淀粉红外谱图中3435cm－1为OH的伸缩振动峰，在1654cm－1处对应了OH的弯曲振动.1159cm－1与2939cm－1分别对应 C－O，C－H 的伸缩振动，1028cm－1为 CH2－O－CH2的伸缩振动.功能阳离子淀粉红外谱图中，1467cm－1新出现一峰，其归属于C－N的伸缩振动.其表明，己二胺被接枝到淀粉侧链上.图2中为可溶性淀粉放大2000倍后获得的扫描电镜图谱.从图谱中可以得知，可溶性淀粉颗粒具有十分光滑的表面.图3为阳离子淀粉放大2000倍后获得的扫描电镜图谱.图中的CFS颗粒具有粗糙和不规则的表面.CFS继续放大后，可观察到其表面上有许多小孔.可以推测，可溶性淀粉的表面被成功的进行了化学改性.由图4可知，随着CFS的逐渐增加，脱色效率逐渐增加.当絮凝剂用量小于3 g/L 时，脱色效率随着絮凝剂用量的增加其增幅较大，原因在于絮凝剂用量较少时不能获得较好的脱色效率，适当的增加絮凝剂的用量后其效果明显增加;当絮凝剂用量大于3 g/L时，脱色效率变化缓慢，此时，絮凝剂用量已经达到最佳脱色性能.即染料浓度低于某一值时，相同的条件下，继续加入絮凝剂也不能完全的达到100%的脱色率.对于阳离子亲水性絮凝剂而言，过量的絮凝剂会导致体系阳离子浓度增加，由于排斥作用而导致染料废水稳定而难以沉降，而当CFS用量达到5 g/L时，废水体系的脱色率仍未见下降，说明阳离子官能团随着固体颗粒因重力而下降，不会溶解在水中而造成废水体系的重新稳定，不会降低脱色性能.由于CFS为不溶性颗粒，该粉末颗粒分散在溶液体系中，颗粒沉降时间是影响脱色率的重要因素之一.因此，图5着重探讨了CFS为5 g/L时，沉降时间对脱色率的影响.由图5可知:随着沉降时间的增加，脱色率逐渐增加.随着时间的增长，分散在废水体系中的絮凝剂小颗粒逐渐下沉，最终达到较好的脱色率.当疏水性阳离子淀粉投料量为5 g/L，沉降时间为120 min时，模拟直接耐晒大红4BS废水的脱色率可高达95.4%.一般而言，亲水性高分子絮凝剂随着搅拌速度的增加脱色率减小.原因在于低转速下，高分子能与废水之间能够充分产生的架桥和电中作用，从而形成较大的沉降絮体.而对于疏水性絮凝剂，搅拌速度对脱色率的影响与其对亲水性物质的影响相比，二者差异较大.图6考察了CFS投料量为5 g/L时，搅拌速度对脱色率的影响.由图6可知，随着搅拌速度的增加脱色率先增加后减小.疏水性物质加入废液体系后，由于重力的作用，自然的开始沉降到溶液底部，故而无法与废液充分接触，脱色效果较差.通过搅拌的方式，使得絮凝剂颗粒与废液充分接触.当搅拌速度小于60 rpm时，絮凝剂与染料废液接触不充分，因此，其脱色率较低.当搅拌速度为60 rpm时，其脱色率可高达91.6%.但是，搅拌速度大于100 rpm后，废液体系中的絮体被打碎，分散在废液体系中，则需要更长的沉降时间.CFS为疏水性物质，其吸附作用包括物理吸附和化学吸附，吸附作用需要一定的时间，图7探讨了搅拌时间对脱色率的影响.由图7可知，随着搅拌时间的增加其脱色率逐渐增加.当搅拌时间为10 min时，在相同的搅拌速度下，因其与染料废水的吸附时间较少，不能达到最大吸附，从而表现出相对较弱的脱色率.当CFS投加量为5 g/L，搅拌速度为60 rpm，搅拌时间达到50 min，沉降20 min时，脱色率可达到94.4%.通过对CFS的制备和应用研究，得出以下结论:(1)通过SEM及IR表征，表面光滑的可溶性淀粉被改性后获得表面粗糙多孔的功能阳离子淀粉颗粒;(2)通过考察影响脱色率的各种因素得知:功能阳离子淀粉的投加量以及搅拌速度对处理直接耐晒大红4BS模拟废水的脱色率有较大影响，而沉降时间和搅拌时间对获得最佳脱色率有较大影响.【相关文献】［1］INBARAJA B.STEPHEN，Chiena J.T，Ho G.H，et al.Equilibrium and kinetic Studies on Sorption of Basic Dyes by a Natural Biopoly mer Poly(γ －glutamic acid) ［J］.Biochemical Engineering Journal，2006，31(3):204 －215.［2］GRÈGORIO CRINI.Studies on Adsorption of Dyes on Beta－cyclodextrin Polymer ［J］.Bioresource Technology，2003，90(2):193－198.［3］PALA S，MALB D，SINGH R P.Cationic Starch:an Effective Flocculating Agent ［J］.Carbohydrate Polymers，2005，59:417－423.［4］HAACK V，HEINZE T，OELMEYER G，et al.Starch Derivatives of High Degree of Functionalization，8.Synthesis and Flocculation Behavior of Cationic Starch Polyelectrolytes［J］.Macromolecular Materials and Engineering，2002，287(8):495 －502. ［5］SHIMEI XU，JINGLI WANG，RONGLAN WU，et al.Adsorption Behaviors of Acid and Basic Dyes on Crosslinked Amphoteric Starch［J］.Chemical Engineering Journal.2006，117(2):161 －167.［6］WANG J P，CHEN Y Z，GE X W，et al.Gamma Radiation－induced Grafting of a Cationic Monomer Onto Chitosan as a Flocculant［J］.Chemosphere.2007，66(9):1752 －1757.［7］ZEN D F，WU J J，KENNEDY J F.Application of a Chitosan Flocculant to Water Treatment［J］.Carbohydrate Polymers，2008，71(1):135－139.［8］CHIOU MINGSHEN，HO PANGYEN，LI HSINGYA.Adsorption of Anionic Dyes in Acid Solutions Using Chemically Crosslinked Chitosan beads［J］.Dyes and Pigments，2004，60(1):69 －84.［9］YANG A，JIANG W J.Studies on a Cationically Modified Quaternary Ammonium Salt of Lignin［J］.Chemical Research in Chinese Universities，2007，23(4):479－482.［10］SUSANA CAMARERO，DAVID IBARRA，MARÍA JESúS MARTÍNEZ，et al.Lignin-Derived Compounds as Efficient Laccase Mediators for Decolorization of Different Types of Recalcitrant Dyes［J］.Applied and Environmental Microbiology，2005，71(4):1775－1784.［11］LEVIN L，PAPINUTTI L，FORCHIASSIN F.Evaluation of Argentinean White rot Fungi for their Ability to Produce Ligninmodifying Enzymes and Decolorize Industrial dyes ［J］.Bioresource Technology，2004，94(2):169 －176.［12］SCHWARZ S，JAEGER W，PAULKE B.－R，et al.Cationic Flocculants Carrying Hydrophobic Functionalities:Applications for Solid/Liquid Separation［J］.Journal of Physical Chemistry B，2007，111:8649－8654.。

造纸用阳离子淀粉

造纸用阳离子淀粉

造纸用阳离子淀粉
1.概述
阳离子淀粉是一种重要的纸面施胶剂,主要用于中性纸和一些阳离子湿强纸的生产。

它能够赋予纸张良好的抗裂、耐折叠和透气性能,同时提高纸张的耐水解性能和纸张的尺寸稳定性。

2.制备方法
阳离子淀粉通常由天然淀粉与含有季铵盐基团的反应物在碱性条件下发生醚化反应制得。

常见的醚化反应物有三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基三甲铵氯化物、乙二醛二甲醚和对甲苯磺酸氯等。

3.性能特点
阳离子淀粉因含有阳离子基团而带正电荷,能够与纤维上负电荷相互吸引,从而牢固地附着在纤维表面。

这种键合作用赋予了纸张优良的抗裂和耐折叠性能。

同时,阳离子淀粉分子的疏水基团也有利于提高纸张的尺寸稳定性和耐水解性。

4.应用领域
阳离子淀粉主要应用于中性纸和阳离子湿强纸的生产,如办公用纸、书写纸、复印纸等。

在这些纸种中,阳离子淀粉既能起到干强增强剂的作用,又能提高纸张的尺寸稳定性和耐水解性,满足纸张的综合性能要求。

阳离子淀粉作为一种重要的纸面施胶剂,在造纸工业中扮演着不可或
缺的角色,其性能优异且应用广泛。

阳离子淀粉在造纸工业中的主要用途及其重要作用

阳离子淀粉在造纸工业中的主要用途及其重要作用

阳离子淀粉在造纸工业中的主要用途及其重要作用危志斌;张瑞杰【摘要】At present,cationic starch has been applied in the paper industry widely because of many of its advantages,such as its richness in the natural resources,reasonable price,degradable property,cationic charge,mature preparation process,adjustable substitution degree,and so on.This article summarizes the applications of the cationic starch,including its usage in pulp as dry strengthening agent and retention agent,its usage in paper surface sizing as surface sizing starch,its usage in paper coating as coating starch,its usage in ASA and AKD of paper sizing agent as emulsion agent,and its usage in papermaking wastewater treatment as flocculants,and so on.Also its application effects were introduced with industrial practice.%阳离子淀粉具有资源丰富、价格适宜、可以降解、带正电荷、制备工艺成熟及取代度可调等优点,目前在造纸工业中已被广泛应用。

丙烯酰胺改性阳离子淀粉的制备及应用研究

丙烯酰胺改性阳离子淀粉的制备及应用研究
用途 和不 同的机型有不 同的要 求 ； 流变 曲线及抄纸应
Ｓ— ＋ Ｈ 一 ｔ ｏ－ ｃ ２ 一 ｃｎ ＣＨ — Ｈ ２ Ｎ Ｃ ３ Ｃ１ － ・ 一
．
．
＼
Ｈ１
ＣＨ
一
用效果也是造纸厂特别关注的参数。本文侧重考虑 接枝共 聚中各 因素对 这些参数 的影 响情 况 ， 以某 造 并 纸厂提供的标准样品（ 口） 进 作对 比， 通过试验， 筛选
—
—
—
－ Ｓ — ＣＨ２ ＣＨ— Ｈ２ — ｔ Ｏ— 一 Ｃ 一 ＣＨ３ Ｃ１ 。
Ａ 接枝 反应 式 ：ｔ Ｈ Ｍ Ｓ— Ｏ
Ｓ一 Ｔ０
作 者简 介 ： 贺均 林 （９４） １５ 一 ，男 ，广 西横县 人 ，高 级工程 师 ，从事 精细 化工 研究 ，Ｅ ｉｈｒ ｎｉ ６ ． ｍ ｍａ： ｊ ｌ＠１３ ｏ ｌｅ ｕ ｎ ｔ 收 稿 日期 ： ０２０ －８ ２ １－５０
粉一起加入糊化锅糊化， 作为混合上浆液； 这些改 良
班德流变 仪 （ｒ ｅｄｒ ）电子式压 缩强度试验仪 Ｂａ ｎｅ－ ， ｂ ｅ
都取得不同程度 的效果。聚丙烯酰胺在造纸上可单 （Ｓ ．）耐 破 度 仪 （Ｐ１０ ）纸 与 纸 板 抗 张 试 验 机 Ｚ Ｄ３， Ｚ －００， 独作 为絮凝 剂使 用 ， 在造 纸上 已应 用多 年 ； 以淀粉 为 （Ｌ３ ０ 转 速 ４ ｒｍ） Ｚ －０ Ａ， ０ｐ 。 骨架链 将 Ａ 与淀粉接 枝共 聚 ［－， 到淀粉． Ｍ共 Ｍ １１ 得 ０３ ］ Ａ
１ 实 验 部 分
１１ 仪器 、设备 、试 验原料 ．
原 料： 薯淀粉 （ 木 含水 １． ， ３ 阳离子 剂 （ｕｔ ５ Ｑａ
１８含量 ６％） 烯酰胺 （Ｍ） 酸铈铵 ， 氧化钠 ， ８， ９ ， 丙 Ａ ， 硝 氢 盐酸（ 均为普 通试剂 ）纸板 （ 口 ） 准样 品（ 口 ） ， 进 ， 标 进 。

阳离子淀粉在造纸上的应用

阳离子淀粉在造纸上的应用
表 １ 阳 离 子 淀 粉 在 造 纸 湿 部 的 功 能 与 作 用
功 能 作 用
们在添加的位 置上 必须 有一 个很 好 的搅拌 ，
以保证 其 有 效 地 均 匀 地 分 散 到 纤 维 及 填 料 上， 如果 分 布不 均 匀 ， 能 使 阳离 子 淀 粉 的 应 可
用 效果 降 低 ５ ％ 左 右 。影 响 阳 离 子 淀 粉 均 ０
２． 应 用 机 理 １
在 造 纸 工 业 的 湿 部 系统 中 ， 多 组 分 都 许
带 有 负 电 荷 ， 而 各 组 分 之 间 相 互 排 斥 ， 加 因 而
入 阳 离 子 淀 粉 后 ， 过 电荷 的作 用 ， 系 统 中 通 使 离 子 电荷 达 到 新 的 平 衡 ， 少 负 电 粒 子 之 间 减 的静 电 排 斥 ， 而 使 纤 维 一纤 维 问 桥 链 和 氢 从 键 总 数成 倍 增 加 ， 了原 有 的纤 维 一纤 维 、 除 纤
１． ２ 生 产 方 法
阳离 子 淀 粉 是 一 种 带 有 阳 电 荷 的 淀 粉 衍
阳离 子 淀 粉 的 生 产 方 法 有 湿 法 、 法 和 干
生 物 。与 原 淀 粉 比较 ， 化 温 度 下 降 ， 度 升 糊 粘
高 。糊 液 清 澈 透 明 ， 定 性 提 高 ， 且 在 较 大 稳 而
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木 薯 精 细 化 工
Ｃａ ｓ ｖ ｎ ｅ ｉａ ｎ ｕ ｔｙ ｓ ａ ａ Ｆｉ ｅ Ｃｈ ｍ ｃ ｌＩ ｄ ｓ ｒ
Ｎｏ ２ ．
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阳 离 子淀 粉 在 造 纸 上 的 应 用
木薯 精细 化工

阳离子淀粉的制备以及在造纸工业中的应用

阳离子淀粉的制备以及在造纸工业中的应用
时 ， 使用 高 取 代 度 ， 取 代度 阳离 子淀 粉 主要 用作 则 低 表面增 强 剂 【 ｌ １ 。阳离 子淀 粉在 造纸 工业 中主要 用 作湿
反应 的， 所以称干法。 具体做法是 ： 将原淀粉与化学药 品充分混合均匀 ， 经过预干燥 ， 使其充分反应 ， 增湿 ， 然后筛分得到最后的成品。此工艺因是 固相反应 ， 反 应温度高 ，对设 备工艺要求 比较高。反应转化率在 ４％ ～５ ％。干法 工艺 的特点是 不必 添加 任何抗 胶凝 ０ ０ 剂 ， 艺 简单 ， 本 无三 废 ， 本 较 低 ， 必 进行 后 处 工 基 成 不
作者简介 ： 刘华（９ ０ ） 山东轻工业学院制浆造纸 工程省级重点 学科在读研 究生， 究方向： １８ － ， 女， 研 造纸化 学品与功能纸 。
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造 纸 化 学 品 与 应 用
纤维之间 ， 填料和纤维之间的接触面积增大 ， 结合力 大大增加【 其效果主要表现在 ： ） ４ 】 。 （提高纸的动静态强 １
成严 重 的废水 污染 问题 。
１ ． 法制备 ２干
淀粉 与 胺 类 化 合物 反 应 生 成含 有 氨基 和铵 基 的
醚衍生物， 因氮原子上带有正电荷 ，称之为阳离子 淀 粉 。可分 为叔 胺 型 、 季胺型 、 伯胺 型 阳离子 淀粉 、 双 醛阳离子淀粉 ， 配合阳离子淀粉 ， 两性阳离子淀粉等。 阳离 子淀 粉糊 化 温度低 ， 液 澄清 ， 糊 流动 性好 ， 粘度 稳 定 ， 聚性 弱 ， 有较 高分 散性 、 凝 具 溶解 性 。 阳离 子淀 粉
度， 如耐破度 、 张强度 、 抗 耐折度 、 面强度 （ 表 抗拉毛 性 ） ；） 等 （ 提高纸 的平滑度和松香施胶效果 ； ） ２ （ 提高纸 ３ 浆滤水性 ， 改善纸机抄造性能 ； ） （ 提高填料和细小纤 ４ 维 留着率 ， 而降低浆耗 ， 从 降低成本 ， 提高经济效益 ； （ 用作胶乳 、 ５ ） 中性施胶剂 的保护剂和乳化剂 ， 提高中 性施胶剂的施胶效果 ； ） （ 减少废水污染 ， ６ 有益于环保。

阳离子淀粉及其在造纸工业中的应用研究

阳离子淀粉及其在造纸工业中的应用研究
阚兴传等对季铵型阳离子淀粉在废纸回用过程 中的增强效果进行了初步研究。研究表明：当阳离子 淀粉用量为 1.0%，温度为 60℃，反应时间为 2.0h，pH 为 5 时增强效果最佳。
2.2 造纸湿部添加剂 阳离子淀粉是用于纸张生产的湿部的主要变性
淀粉之一，具有增强剂的作用，可提高纸页强度，同时 也具有助留助滤剂的作用；可提高细小组分在纸页中 的留着率，进而也对纸页的强度方面产生影响。在造 纸工业中，由于纤维、填料、松香胶都带有负电荷，阳 离子淀粉能与浆料中带负电荷的物质发生相互吸附， 其自身留着率高。淀粉自身羟基和阳离子使纤维之 间、纤维与填料之间接触面积增大，结合力增加，从而 起增强作用。
如刘泽民等采用湿法制备了低取代度阳离子淀 粉，其工艺条件是：向 250mL 三口瓶中加入 25g 精制
=K · A ·（T － t） ②
式中：
：传热时间
A：传热面积 将上面的①式代入②式可得：
－ d K/(a · K3)=A ·（T － t）· d ③ 将③式进行积分可得：
－ dK/(a · K3)= A ·（T － t）· d
阳离子淀粉是用各种含卤代基或环氧基的有机 胺类化合物与淀粉分子中的羟基进行醚化反应而生 成的一种含有氨基，并在氮原子上带有正电荷的淀粉 醚衍生物。阳离子淀粉由于带有正电荷，能与带负电 荷的细小纤维、填料紧密结合，因而广泛地应用于造 纸湿部作助留、助滤、增强剂，是一种良好的造纸干强 剂。
高晓军等介绍合成木薯阳离子淀粉的影响因素， 确定出合成阳离子淀粉的最佳工艺条件，表明木薯阳 离子淀粉合成最佳条件是：阳离子醚化剂是淀粉用量 的 5%，反应温度 50℃，反应时间 6h；对取代度为 0.03 的木薯阳离子淀粉在脱墨浆中当用量为绝干浆料的 0.8%时，浆料留着率和成纸强度的效果都是最好的。

低取代度阳离子淀粉的制备及在造纸上的应用

低取代度阳离子淀粉的制备及在造纸上的应用
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科 研 开 发
Ｓ Ｎ ＆Ｅ Ｎ Ｙ ＥＣ２Ｉ～ Ｃ Ｃ ＴＨ）ＧＩ Ｈ２ ，）ＳＹ Ｉ Ｅ Ｃ （） Ｃ 。７Ｉ２、 Ｅ １ 化科 ＭＡ７０Ｒ （ Ｎ 技０Ｉ ：１ 工 Ｉ ） ２ ０ （Ｕ ３ Ｎ
低 取 代 度 阳离 子 淀 粉 的 制 备及 在 造 纸 上 的应 用 ＊
因而存 在着 生产成 本 高 、 全性 差 、 要 大型 反应 安 需
器等 缺点 ， 因为干法 是 固相 反应 ， 对设 备 工艺 要求 比较 高 ， 湿法 亦称水 法 ， 是将 淀粉 与水 配成 淀粉 它 乳液 ， 然后加 入 醚化 剂 和 碱 在 低 于糊 化 温度 下 反 应 ， 应结 束 后 用酸 中和 再 经洗 涤 、 燥得 成 品 ， 反 干 该法 工艺简单 ， 对设 备 要求 不高 ， 合制 备低 取代 适
磷 酸酯 一般 只适 用 于 酸性 施 胶 ， 阳离 子 淀 粉不 而 仅适 用 于 酸性 施胶 也 适 用 于 中 性 及 碱性 施 胶 。 阳
留助 滤剂 、 中性施胶 剂 的专 用剂 等 ； 高取 代度 的 阳
离子 淀粉 主要 用于 洗 涤 、 处 理 、 水 医药 、 油开 采 石 等工 业 上 。 离 子 淀 粉 的 制 备 方 法 有 ３种 ， 剂 阳 溶 法、 干法 、 湿法 。 溶剂 法 由于 使 用大 量 的 有机 溶 剂
中 国普通造 纸原 料 主要 是 草浆 ， 用其 生 产 的
纸 和纸 板 主要 问题 是强 度 不 高Ｌ ， １ 目前 采 用 的增 ］
显 示 出了强 大 的生命 力 。 提高纸 张 强度是 阳离 子 淀粉 在造 纸工业 中被 应 用 的 主要原 因 之一 。 阳离 子 淀 粉 与造 纸 浆料 中的 带负 电性 长纤 维 、 细小 纤 维 以及 填 料 上 的负 电位 置进行 静 电结 合 ， 成离 子键 ， 形 导致 阳离子 淀 粉紧 紧地 吸 附在纤 维 、 料 的表 面上 ， 附造成 的 填 吸

阳离子淀粉的制备及应用

阳离子淀粉的制备及应用

淀粉精细化学品阳离子淀粉的制备及应用班级：10级高分子材料与工程2班姓名:李震巽学号：P102014365日期：2012-10-22阳离子淀粉的制备及应用摘要：本文主要讲述的是阳离子淀粉在造纸行业,纺织业，石油化工，以及食品行业的广大前景,具体的制备方式以及在各领域的应用，介绍了醚化型阳离子淀粉在制备及应用方面的研究，指出了干化法在未来工业生产的前景。

关键词:阳离子淀粉，前景，干法制备，应用引言阳离子淀粉是在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，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。

阳离子淀粉的有许多种类，工业上主要有两种:一种是淀粉叔氨基烷基醚;另一种是季铵淀粉醚.由于阳粒子淀粉分子上的正电荷基团对带负电荷的物质(如纤维素等)有很强的吸附能力，因此，它在造纸工业,纺织工业以及絮凝剂的制备上都有很好的应用。

阳离子淀粉还可作为高盐浓度的钻探液体的液体损失控制剂。

国外阳离子淀粉使用已经很广泛，在1956～1977年，美国造纸工业阳离子淀粉的使用量从1．9万t增加到6万t。

目前，有60％～70％的造纸厂使用阳离子淀粉。

我国尚处于研究试生产阶段，但由于其性能优良，价格比其他化学品低，预计在造纸等工业中将会有很大的市场［1］.阳离子淀粉的开发前景造纸工业最早使用阳离子淀粉为施胶剂。

纤维带有阴电荷，阳离子淀粉胶料因阳阴电荷的关系，几乎能完全被吸附，用量少，效果好。

废水中含淀粉量少，减少环境污染.纸张的成形性及经过抄纸网的排水性好，并能改造耐破、伸长、耐折和抗粘辊性等。

工业上生产的阳离子淀粉为低取代度产品，含氮量为0。

2％～0。

4%。

阳离子淀粉是纺织物的好上浆剂，适用于棉花纤维和合成纤维，效果都好。

优点是粘度稳定,成膜性好，与人工合成上浆剂（如聚乙烯醇）的共溶性也好。

阳离子淀粉适于冷水浆棉衣服用。

将衣服浸于冷的阳离子淀粉乳中，几乎能完全被吸着，再用熨斗热烫,糊化，浆衣服的效果好。

阳离子淀粉的制备及其研究进展

阳离子淀粉的制备及其研究进展

阳离子淀粉的制备及其研究进展摘要：本文主要综述了阳离子淀粉的几种传统的制备方法，详细介绍了两种其他的制备方法，并对几种方法的优劣进行了阐述。

关键词：阳离子淀粉制备一锅法挤压法阳离子淀粉是淀粉在一定条件下与带阳电荷的醚化剂反应生成的淀粉衍生物。

阳离子淀粉实用性的关键在于其对于带阴电荷物质的亲和性，可广泛应用于造纸、印刷、纺织、日用化工、油田、粘合剂、污水处理采矿业等行业[1]。

阳离子淀粉的制备方法也多种多样，本文将制备阳离子的传统方法进行简单介绍，另外又介绍了一锅法和挤压法。

一、阳离子淀粉的传统制备方法制备阳离子淀粉的方法很多，大体上可分为三种：湿法、干法和半干法。

（一）湿法湿法可分为水溶剂法和有机溶剂法，其中水溶剂法又可分为浆法和糊法。

浆法是将淀粉与液体介质配成的悬浮液，在中等温度条件下与化学试剂进行氧化、酸化、酯化、醚化、交联等改性反应，生成变性淀粉。

其做法可简单概括为：配液—反应—洗涤—脱水—干燥—筛分。

该方法的优点是反应条件温和，生产设备简单。

但其三废问题突出，如需大量用水、昂贵的有机溶剂或抗凝胶剂，故费用高。

且不适用于高取代度阳离子淀粉的制备。

（二）干法干法是继湿法之后发展的一种新工艺，将阳离子化试剂与碱的混合物喷到干淀粉上，在60～80℃下搅拌1～2h既制得阳离子淀粉。

Caesa等[2]在120～150℃，没有碱性催化剂条件下将环氧物及含季铵基团的阳离子化试剂与干淀粉反应，可得到阳离子淀粉。

因其操作简单、反应效率高、环境污染小而被广泛采用。

Rankin 等[7]在碱性催化剂下，于60～80℃，反应1～6h，其效率为75～100%。

与湿法相比，干法操作简单、产率高、能耗低、污染小，且适合于制备高取代度产品。

（三）半干法半干法是介于湿法和干法之间的工艺方法，是继湿法及干法工艺后出现的。

此法利用碱催化剂与阳离子剂一起和淀粉均匀混合制得。

梁明丽等[3]在60～90℃，水分14%-30%下，反应1～3h，反应转化率达75%-99%。

阳离子淀粉造纸 -回复

阳离子淀粉造纸 -回复

阳离子淀粉造纸-回复阳离子淀粉是一种常用于造纸工业中的化学添加剂。

它在造纸过程中发挥着重要的作用，能够提高纸张的强度和柔韧性，改善纸张的表面光滑度和印刷性能。

本文将详细介绍阳离子淀粉在造纸工艺中的应用，并逐步回答读者可能会有的疑问。

一、什么是阳离子淀粉？阳离子淀粉是一种根据淀粉分子结构经改性而得到的阳离子聚合物。

在原淀粉分子结构中，淀粉分子是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4糖苷键连接而成的聚合物。

通过选择性地氧化或酯化淀粉分子上的羟基（-OH），可以引入阳离子性基团，从而形成阳离子淀粉。

二、阳离子淀粉在造纸工艺中的应用1. 增强纸张强度：阳离子淀粉可以与纤维表面形成稳定的阳离子复合物。

这种复合物能够增加纤维间的结合力，提高纸张的拉伸强度和撕裂强度，使得纸张不易断裂。

2. 改善纸张柔韧性：阳离子淀粉的正电荷能够与纤维负电荷相互吸引，形成一种类似桥梁的结构，增加纤维的交联点。

这种交联能够增加纸张的柔韧性，使其不易折断。

3. 提高纸张表面光滑度：由于阳离子淀粉的附着性和分散性好，它可以填充纸张表面的微小孔隙和表面沟槽，减少纸张的粗糙度，提高其表面光滑度。

4. 改善纸张印刷性能：阳离子淀粉能够与纸张表面形成均匀、致密的涂层，提高纸张的印刷吸墨性和墨迹定位度，使印刷图文更加清晰。

三、阳离子淀粉的添加方法和剂量阳离子淀粉通常以溶液的形式添加到造纸浆料中，其添加方法可以分为两种：回流式添加和间歇式添加。

回流式添加是指将阳离子淀粉溶液慢慢加入到浆料中，并通过搅拌使其均匀分散；间歇式添加是将阳离子淀粉溶液一次性加入到浆料中，并通过短时间的高剪切力搅拌使其均匀分散。

阳离子淀粉的添加剂量一般在0.2~1.5之间，具体剂量根据纸张的特性和需求进行调整。

通常情况下，纸张的强度和柔韧性随着添加剂量的增加而提高，但过高的剂量可能会导致纸张粘连或受到负面影响，因此需要根据具体情况进行合理的控制。

四、阳离子淀粉的优势和应用前景阳离子淀粉作为一种重要的造纸化学添加剂，具有以下优势：1. 技术成熟：阳离子淀粉作为造纸化学添加剂已经广泛应用于工业生产中，并且具有成熟的制备工艺和稳定的性能。

阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用

阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用

阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用摘要：介绍了阳离子淀粉的主要几种制备方法：湿法、干法和半干法，综述了阳离子淀粉在造纸工业中的应用情况，探讨了其今后的发展方向。

关键词：阳离子淀粉制备应用情况发展方向一、引言阳离子淀粉属于化学改性淀粉，由含有阳离子的醚化剂在碱性条件下与淀粉反应制的，用各种含卤基或环氧基的有机胺类化合物与淀粉分子中的羟基进行醚化反应而生成的一种含有氨基、氮原子上带有正电荷的淀粉醚衍生物[1]。

阳离子淀粉主要有叔胺盐类和季铵盐类，其原料在自然界中分布很广，如在玉米、土豆、木薯、小麦中等。

阳离子淀粉由于其带有正电荷，易与带负电荷的细小纤维结合，故具有多种原淀粉所不具备的特质，如糊稳定性、水溶解性、成膜性、透明度等，使得阳离子淀粉具有极大的用途。

此外，阳离子淀粉具有糊化温度低，易于分散，且黏度高、热稳定性好等特点。

阳离子淀粉是一种带有正电荷的淀粉衍生物，随着阳离子取代基数目的增加，其产品糊化温度逐渐降低，分散级性能更为稳定和透明。

阳离子淀粉的用途也十分广泛，纺织工业用作浆纱、棉织品、人造纤维的上浆料，造纸工业用作填料添加剂及表面施胶剂，在生物工程方面用作离子交换剂，被广泛地应用于造纸、纺织、食品、石油、粘合剂、采矿业、污水处理和化妆品等领域。

二、阳离子淀粉的制备阳离子有关制备阳离子淀粉的报道很多，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。

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。

近年来也有研究者开发出了一些新型制备阳离子淀粉的方法，如微波干法、流态化制备法等的其他制备方法。

1. 湿法制备湿法是目前工业生产中常用的方法。

湿法可分为水溶剂法和有机溶剂法。

1.1 水溶剂法水溶剂法是将淀粉、水、碱及阳离子试剂加热进行糊化反应，或者先将淀粉加水糊化，然后与碱及醚化剂进行反应[2]；赵伟等[3]采用湿法制备了季铵型阳离子淀粉的实验表明：当淀粉100g，醚化剂6g，NaCl20g，并且调节pH值到11.5，温度控制在45～50℃，反应时间为16h时为阳离子淀粉的最佳制备条件。

阳离子淀粉制备

阳离子淀粉制备

阳离子淀粉制备阳离子淀粉是一种具有阳离子性质的淀粉衍生物，它可以通过将淀粉与阳离子化合物反应而制备得到。

阳离子淀粉具有良好的水溶性和吸附性能，因此在许多领域都得到了广泛应用。

阳离子淀粉的制备方法有很多种，其中一种常用的方法是通过与阳离子化合物反应得到。

阳离子化合物可以是一些含有阳离子基团的有机化合物，如季铵盐、聚乙烯亚胺等。

反应的条件可以根据具体的反应体系来确定，一般来说需要在适当的温度和pH条件下进行。

阳离子淀粉的制备过程可以分为三个步骤：淀粉的预处理、阳离子化反应和后处理。

首先，淀粉需要进行预处理，以提高其反应性。

一种常用的预处理方法是将淀粉与碘化钠溶液反应，使淀粉发生部分水解，生成含有羟基和碘离子的淀粉。

然后，将预处理后的淀粉与阳离子化合物反应，使阳离子基团与淀粉分子发生化学键的形成，从而得到阳离子淀粉。

最后，对得到的阳离子淀粉进行后处理，如洗涤、干燥等，以去除反应物和溶剂残留。

阳离子淀粉具有一些独特的性质和应用。

首先，它具有良好的水溶性，可以在水中形成胶体溶液。

这使得阳离子淀粉在纺织、造纸、油田等行业中可以用作浆料增稠剂、胶粘剂和沉淀剂等。

其次，阳离子淀粉还具有较强的吸附性能，可以吸附一些有害物质，如重金属离子、有机染料等。

因此，它在环境污染治理和废水处理中也有一定的应用价值。

另外，阳离子淀粉还可以用于制备一些功能性材料，如胶囊材料、纳米材料等，这些材料在医药和材料科学领域有着广泛的应用。

总结起来，阳离子淀粉是通过与阳离子化合物反应而制备得到的一种具有阳离子性质的淀粉衍生物。

它具有良好的水溶性和吸附性能，因此在纺织、造纸、油田等行业中有广泛应用。

此外，阳离子淀粉还可以用于环境污染治理、废水处理以及制备功能性材料等领域。

随着科学技术的不断进步，阳离子淀粉的制备方法和应用领域还将不断扩展和完善，为我们的生活和工作带来更多便利和效益。

季铵型阳离子淀粉合成及应用

季铵型阳离子淀粉合成及应用

进展阶段 : 正在报批可研
进展阶段 : 正在报批可研
关键设备 : 空压机 、氧化反应器 、加氢反应器 、空气压缩
3 黄佩芬 , 童张法 , 王海鹏. [J ] 1 广西大学学报 1 2002 , (9) : 243～247
ห้องสมุดไป่ตู้
Synthesis and Application of Quaternary Ammonium Type Cationic Starch
Huang Y adian , L i X ueji ng , S hi Xiaoji ng , M a S i m i ng , Zhao Ji ngf eng (Siping Institute of Technology and Science , Siping 136000)
参考文献
1 李广芬 , 陈雷 , 彭晓军等. [J ] 1 淀粉与淀粉糖 1 1999 , (2) :
· 87 6 · 化 工 进 展 2004 年第 23 卷
17～18 2 覃学江. [J ] . 木薯精细化工. 2002 , (2) : 8～12
化 工 进 展 · 87 4 · C H EM IC A L IN DU S TR Y A ND EN G IN EE R IN G P RO G R ES S 2 00 4 年 第 23 卷第 8 期
Keywords quaternary ammonium type cationic starch , wet process , et herification agent , degree of substit ution , reaction efficiency
(编辑 胡晓丹)
·拟建和在建化工项目·
下进行 , 不同种类的原淀粉的糊化温度不同 , 超过 淀粉的糊化温度 , 会造成淀粉颗粒膨胀破裂引起糊 化 , 从而使淀粉的阳离子化反应不能顺利进行 。其 次 , 随着反应温度的升高 , 取代度和反应效率亦随 之增加 , 但温度升高的同时 , 取代度和反应效率的 增加幅度并不大 , 因此 , 根据实验得出反应温度 50 ℃时 , 就可以得到较好的取代度和反应效率 。 214 反应时间
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阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用摘要：介绍了阳离子淀粉的主要几种制备方法：湿法、干法和半干法，综述了阳离子淀粉在造纸工业中的应用情况，探讨了其今后的发展方向。

关键词：阳离子淀粉制备应用情况发展方向一、引言阳离子淀粉属于化学改性淀粉，由含有阳离子的醚化剂在碱性条件下与淀粉反应制的，用各种含卤基或环氧基的有机胺类化合物与淀粉分子中的羟基进行醚化反应而生成的一种含有氨基、氮原子上带有正电荷的淀粉醚衍生物[1]。

阳离子淀粉主要有叔胺盐类和季铵盐类，其原料在自然界中分布很广，如在玉米、土豆、木薯、小麦中等。

阳离子淀粉由于其带有正电荷，易与带负电荷的细小纤维结合，故具有多种原淀粉所不具备的特质，如糊稳定性、水溶解性、成膜性、透明度等，使得阳离子淀粉具有极大的用途。

此外，阳离子淀粉具有糊化温度低，易于分散，且黏度高、热稳定性好等特点。

阳离子淀粉是一种带有正电荷的淀粉衍生物，随着阳离子取代基数目的增加，其产品糊化温度逐渐降低，分散级性能更为稳定和透明。

阳离子淀粉的用途也十分广泛，纺织工业用作浆纱、棉织品、人造纤维的上浆料，造纸工业用作填料添加剂及表面施胶剂，在生物工程方面用作离子交换剂，被广泛地应用于造纸、纺织、食品、石油、粘合剂、采矿业、污水处理和化妆品等领域。

二、阳离子淀粉的制备阳离子有关制备阳离子淀粉的报道很多，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。

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。

近年来也有研究者开发出了一些新型制备阳离子淀粉的方法，如微波干法、流态化制备法等的其他制备方法。

1. 湿法制备湿法是目前工业生产中常用的方法。

湿法可分为水溶剂法和有机溶剂法。

1.1 水溶剂法水溶剂法是将淀粉、水、碱及阳离子试剂加热进行糊化反应，或者先将淀粉加水糊化，然后与碱及醚化剂进行反应[2]；赵伟等[3]采用湿法制备了季铵型阳离子淀粉的实验表明：当淀粉100g，醚化剂6g，NaCl20g，并且调节pH值到11.5，温度控制在45～50℃，反应时间为16h时为阳离子淀粉的最佳制备条件。

韦莉敏[4]以木薯粉为原料，本文采用湿法工艺制备阳离子淀粉，醚化剂用量3%～8%，氢氧化钠与醚化剂的摩尔比为2.6～2.9，氢氧化钠采用“三步法”的添加方式，即先用部分氢氧化钠活化淀粉再加氢氧化钠与醚化剂混合物，最后加余下的氢氧化钠的添加方式，醚化反应效率较高，达到87.51%～92.22%。

1.2 有机溶剂法有机溶剂法是淀粉分散于有机溶剂（如乙醇，甲醇，异丙醇等）中，形成乳状，并与阳离子试剂反应制的阳离子淀粉的方法。

此种方法，因使用大量的有机溶剂成本大大提高，所需的反应器很大，同时要除掉大量的盐，很难实现工业化生产。

后来发现，使用水和醇混合有机溶剂制备低取代度阳离子淀粉特别有效，此时醇的作用为防止淀粉糊化，使淀粉在颗粒状态下，顺利、均匀地进行阳离子化反应。

但此方法也使用了大量的有机溶剂，也存在着成本高、安全性差、需要大型反应器等一系列缺点。

水溶剂法和有机溶剂法有反应条件温和、生产设备简单，反应转化率较高等优点，同时也存在不少弊端，如：阳离子试剂必须纯化处理否则残余的环氧丙烷与副产物影响产品的质量；必须增加化学试剂如催化剂、抗凝胶剂等，后处理困难；制备高取代度阳离子淀粉困难，三废问题突出，后处理时会有大量未反应试剂与淀粉流失，造成严重的废水污染问题。

因此有逐渐被其他制备方法的取代。

2.干法制备干法是继湿法之后发展的一种新工艺，一般是在少量水或有机溶剂中加入某种特定的阳离子化试剂，使之与淀粉反应而制得。

王香爱[5]通过对反应条件及其影响因数的考察，采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CTA）为醚化剂，通过干法对淀粉进行改性，确定了干法制备季铵型高取代度阳离子淀粉的最佳工艺条件，最终合成季铵型高取代度阳离子淀粉。

该工艺制得的产品取代度高达0. 958，质量分数为5%，糊液的黏度为0.079 Pa.s，该工艺合理简单，为工业生产高取代度阳离子淀粉提供了理论参考。

马冰洁等[6]以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTMA）为醚化剂，在进行条件下，采用干法工艺制备了季铵型阳离子马玲薯淀粉。

通过单因素实验研究了NaOH的用量，CHPTMA的用量及CHPTMA和NaOH用量之比、反应时间、反应温度、含水率等诸因素对取代度和反应效率的影响。

采用NaOH在淀粉和醚化剂之间分开加入的工艺方法，可降低反应温度和提高反应效率。

干法反应作为较新的一种变性淀粉制备方法，反应效率高，反应时间短，节约能源，成本较低。

干法生产变性淀粉不产生废水，有利于环保，具有明显的经济效益和社会效益，是一种很有发展前景的变性淀粉生产方法。

我国对变性淀粉干法制备的研究大多还处于实验室阶段，如果能够解决好工艺放大，产品质量稳定等技术难题，干法必将成为变性淀粉生产的重要方法。

三、阳离子淀粉造纸工业的应用阳离子淀粉因其带正电荷，并且所带正电荷的高低可以通过制备过程中的取代度来调整[7]，这就决定了阳离子淀粉在造纸工业中具有很广泛的用途和给造纸工业带来举足轻重的作用。

如吴修利等[8]采用半干法预干燥工艺制备阳离子淀粉的实验中，所制得的取代度为0.0282的阳离子淀粉可广泛用于造纸行业的增强剂、表面施胶剂和助留助滤剂。

由于这类添加剂的基本原料来源广泛，价格低廉，而且基本上能满足现代造纸工业的需要[9]。

1. 湿部添加剂在造纸过程中，加入湿部添加剂的主要作用是提高纸浆中细纤维及填料的留着率，提高纸张的强度和有助于排水过滤。

Joumi Matula[10]采用瞬间混合工艺使得湿部添加剂在造纸行业中进行了又一次革命，有可降低化学品消耗、改善填料留着率以及纸页优良特性。

淀粉做湿部添加剂，其主要是增强或助留助率[14]。

2.助留、助滤剂助留助滤剂在造纸应用工业中也很重要，虽然添加量小，但效果明显，阳离子淀粉作为助留助滤剂对纤维具有极强的吸附能力，不可逆吸附可达到很高的比例，阳离子淀粉在浆中与纤维填料和其它添加剂之间起着离子桥的作用，它还可以优先吸附于小纤维上，从而提高细小纤维和填料的留着率[10]，并且通过长纤维包围细小纤维，形成内聚网络，可以改善纸的强度，也导致了最好的滤水性能。

3.纸张干强剂干强添加剂从其分子结构的特点来看都是含有多个羟基高分子聚合物，这就是与纤维素分子间形成氢键结合的基础，也是干强剂增加纸张干强的主要途径。

一般来说，阳离子淀粉作为增加纸和纸板干强度来说，应该选择取代度较低的产品。

除了考虑取代度，必须要和工艺配合，调整添加量和添加点，并和其他助剂有良好的相容性。

阳离子淀粉的添加度一般不高于1%，对于取代度低的产品，最好稀释到0.5%。

4.表面施胶剂阳离子淀粉对带负电荷的纤维具有良好的亲和能力，可使淀粉分子与纤维间产生紧密结合，提高纸张表面纤维之间的结合强度，减少印刷过程的掉粉掉毛现象，改善纸张印刷性能，提高印刷质量和效率[12]。

表面施胶的阳离子淀粉都是低取代度的，制备此种阳离子淀粉最常用的醚化剂是3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺。

杨建洲[13]醚化剂GTA与玉米淀粉使用不同方法的制备低取代度阳离子淀粉。

将氧化淀粉进一步阳离子化后，也可作为一种优良的表面施胶剂，而且这种阳离子淀粉的制备工艺简单，条件温和[14]。

由于阳离子淀粉带有正电荷，与带有负电荷的纤维可紧密结合，表面施胶后可改善纸张的印刷性能，使其具有好的印刷均匀性，清晰度好，透印少，色泽鲜艳，并且由于其对纤维有附着力，因此处理废水时所涂的阳离子淀粉不会随水流失，因而可降低废水的BOD。

总之，改性淀粉阳离子淀粉能提高纸和纸板的物理强度和表面性能，改善纤维和填料网上的脱水和留着，减轻纸厂的三废污染，降低造纸成本；特别是可以作为湿部添加剂、表面施胶剂和纸张干强剂。

阳离子淀粉所具有的的优势是其它同类造纸化学品无法比拟的，在未来的造纸工业中它的作用将更加广泛。

总结随着现代化工的主要原料石油和煤的日趋紧张，以及由此而引起的环境污染，淀粉的取之不尽，用之不竭，可生物降解，环境友好的天然、再生资源的独特优势在当今工业中越来越明显，也开拓了许多新的应用领域。

大量以淀粉等为基本原料的绿色化学品脱颖而出，特别是阳离子淀粉在造纸等众多领域都有新的应用，具有非常广阔的市场前景。

（下转第页）（上接第页）参考文献：[1] 高嘉安，淀粉与淀粉制品工艺学[M].北京：中国农业出版社，2001，233-241.[2] 彭晓春，彭晓宏，赵建青，等. 阳离子淀粉的制备和应用研究进展[J].化学与工艺技术.2012，343-347.[3] 赵伟.湿法制备了季铵型阳离子淀粉[J].中国造纸.2010，29（5）：35-37.[4] 韦莉敏.氢氧化钠对阳离子淀粉反应效率的影响研究[J].轻工科技.2012（7）：52-53.[5] 王爱香.季铵型高取代度阳离子淀粉的合成[J].氯碱工业，2008，44（8）.[6] 马冰洁.李艳平.马玲，等.季铵型阳离子淀粉的干法制备[J].东北林业大学学报.2008.36（12）.[7] 危志斌，张瑞杰，阳离子淀粉在造纸工业中的主要用途及其重要作用[J].造纸化学品.2012，24（4）.[8] 吴修利，潘安龙，薛东桦，半干法预干燥工艺制备阳离子淀粉及特性分析[J].粮食加工.2011，36（1）：45-51.[9] 邵万明.淀粉造纸湿部添加剂[J].湖北化工.1992（3）：18-22.[10] Yeber，M.C.，Rodriguez，J.，et al.，Water Sci，Tcch.，40（11-12）：337（1999）[11] 毕衍金，王晓明，闫俊钦，等.几种助留助滤剂的对比与选择[J].技术进步.2007，28，49-50.[12] 叶晓春.阳离子淀粉及在造纸工业中的应用[J].北方造纸.1994（3）：9-14.[13] 杨建洲，郭义，徐亮，等.三种制备低取代度阳离子淀粉方法的对比研究[J].黑龙江造纸.2006（2）：4-6.[14] 郭胜男，邹其超.造纸用表面施胶剂的研究与应用进展[J].胶体与聚合物.2012，30（2）：87-89.。