季铵型高取代度阳离子淀粉的合成

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季铵型高取代度阳离子淀粉的合成

【产　品】季铵型高取代度阳离子淀粉的合成王香爱3(渭南师范学院化学化工系,陕西渭南714000) [关键词]季铵型阳离子淀粉;干法合成;取代度[摘　要]采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CT A)为醚化剂,通过干法对淀粉进行改性,合成季铵型高取代度阳离子淀粉。

研究了体系中水的质量分数、CT A用量、CT A与NaOH的摩尔比、反应时间、反应温度对产品的取代度和黏度的影响。

最佳合成条件为:淀粉100g,体系中水的质量分数25%,n(CT A)∶n(Na OH)=1∶1.2,反应时间4h,反应温度70℃。

在此条件下制得的阳离子淀粉取代度高达0.598,质量分数0.5%糊液的黏度为0.079 Pa s。

干法具有合成工艺简单、反应效率高、环境污染小、成本低等优点。

对其市场前景进行了展望。

[中图分类号]T Q424.3 [文献标志码]A [文章编号]1008-133X(2008)08-0023-04Pr epara t ion of qua terna ry amm on ium ca t ion i c star ch w ith h igh subst itut i o n degreeWANG X iang-a i(Che m istry and Che m ica l Engineering Depart m ent,W einan Teachers College,W e inan714000,China)Key wor d s:quaternary ammonium cationic starch;dry p r ocess;substituti on degreeAb stra ct:Q uaternary ammonium cationic starchesw ith high substitution degree are prepa r ed by using 3-chl orine-2-hydr oxypr opyl tri me thyl a mmonium chloride(CT A)as the ethe rifying agent and modif2 ying starches by dry pr ocess.The influences of ma ss content of wa ter in the reaction syste m,a mount of CT A,mole r a tio of CT A to Na OH,reacti on ti m e and reaction te mperature on the substituti on degree and viscosity of p r oduc ts are investigated.The op ti m um c onditions are as fello w s.The amount of sta r ch is100 g,the content of water in the syste m is25wt%,n(CTA)∶n(Na OH)is1∶1.2,the r eac ti on ti m e is4h and the reacti on te mperature is70℃.U nder the op ti m um condit ons,the substitution degree of the ob2 tained cati onic sta r ch is up t o0.598,and the visc osity of0.5wt%paste liquid is0.079Pa s.The dry pr ocess ha s advantage s of si mp le pr ocess,high r eac ti on efficiency,s m all envir onm ental polluti on and low pr oducti on cost.Itsm arke t pr ospects are discussed. 阳离子淀粉属于化学改性淀粉,是由各种含卤代基或环氧基的有机胺类化合物(伯胺基化合物、仲胺基化合物、叔胺基化合物及季铵基化合物等)在碱的催化作用下与淀粉分子中葡萄糖剩基的伯羟基反应生成的含氨基、胺基或铵基的醚衍生物,因氮原子上带有正电荷而称为阳离子淀粉[1-3]。

季铵型阳离子淀粉的湿法制备

研究论文・阳离子淀粉・作者简介:赵　伟女士,硕士研究生;主要研究方向:变性淀粉。

季铵型阳离子淀粉的湿法制备赵　伟　于　虎　李红利　李振花　解　娟　冯　芳　韩海滨(山东福洋生物科技有限公司,山东德州,253100)摘　要:研究了湿法工艺制备季铵型阳离子淀粉。

探讨了加料顺序、pH 值、温度、反应时间、醚化剂用量、NaCl 用量对阳离子淀粉取代度的影响。

得出了湿法制备阳离子淀粉的最佳优化条件:采用先加季铵盐后加Na OH 的投料顺序加料,淀粉100g,醚化剂6g,NaCl 20g,调节pH 值到1115,温度45～50℃,反应时间16h 。

关键词:阳离子淀粉;淀粉;湿法中图分类号:TS727+12 文献标识码:A 文章编号:02542508X (2010)0520035203 收稿日期:2009211218(修改稿)Prepara ti on of Qua ternary Amm on i u m Ca ti on i c St arch by W et ProcessZ HAO W ei 3　Y U Hu L I Hong 2li L I Zhen 2hua X I E Juan FENG Fang HAN Hai 2bin(Shandong Fuyang B io 2technology Co .,L td .,D ezhou,Shandong Province,253100)(3E 2mail:xiaoyanzizh w@yahoo )Abstract:Preparati on of quaternary a mmoniu m cati onic starch by wet p r ocess was studied .The effects of materials adding sequence were investigated .And the orthogonal experi m ent was conducted t o investigate the effect of p r ocess conditi ons on DS of the p r oduct .The op ti m al conditi ons of cati onic starch p reparati on were as foll ows:adding quaternary a mmoniu m bef ore Na OH,starch 100g,quaternary a mmoniu m 6g,NaCl 20g,regulating pH t o 11.5,te mperature 45～50℃,reacti on ti m e 16h .Key words:cati onic starch;starch;wet p r ocess 阳离子淀粉(CS )是淀粉与阳离子试剂反应制得的一类重要的淀粉衍生物[1]。

河北工业大学科技成果——干法制备高取代度阳离子淀粉

河北工业大学科技成果——干法制备高取代度阳离子淀粉项目简介
淀粉是可再生的绿色化学品。

本项目以季铵型阳离子化合物作为阳离子化试剂，以固体碱为催化剂，在1-24hr和60-90℃条件下，可以制备出取代度DS0.01-0.30的阳离子淀粉，反应效率达到90%。

该技术克服了浆法或糊化法等湿法生产中存在的反应效率低和大量碱水造成环境污染等问题。

目前该技术已经完成了50kg级的中式试验。

市场前景
我国具有非常丰富的淀粉资源，并且价格低廉。

除了作为普通纸张增强剂、污水污泥絮凝剂、纺织上浆剂和日化产品护理剂以外，由干法工艺得到的是高取代度阳离子淀粉，还可以提高纸张的固色能力，含油污水的破乳浮油剂，印染污水的絮凝脱色剂，日化产品的杀菌剂，洗发香波中的保湿剂，餐具洗涤用品中的除垢剂，无机染料的印染助剂等。

所以，干法制备的高取代度阳离子淀粉具有更广阔的应用领域。

规模与投资
按照年生产3000吨阳离子淀粉计算，本项目需要投资400万元。

生产设备
真空压缩机组、低温制冷机组、不锈钢反应釜、电加热热源或蒸汽热源。

合作方式技术转让。

季铵型阳离子淀粉的合成研究

上带有正电荷．带有正电荷的表面基团对带负电荷的纤维素、成纤维、物、生物和污泥等具有异（合矿微
性电荷相吸的作用，示出絮凝、强、留、水等很多优良性能）阳离子淀粉具有许多原淀粉所不具显增助滤．
值得一提的是，用于纸张的阳离子淀粉，取代度（Ｓ）般在０Ｏ８．５之间，用效果为应其Ｄ．一．ｌ～００应最突出且季铵阳离子淀粉可在中碱性条件下使用，叔胺阳离子淀粉则一般只适宜于酸性条件下的而抄纸．由于该类阳离子淀粉只有在酸性条件下呈现阳离子的性质，以尽管它们的成本很低，造纸但所在
维普资讯
第２７卷第３期
２０年０２９月
广‘ 大学学报（自然科学版）西
ＪｕｎｌｆＧｕｎｘｎｖｒｉｙ（ｔＳｉＥｄ）ｏｒａａｇｉｏＵｉｅｓｔＮａｃ
Ｖｏ１２７．Ｏ．３．
羟丙基三甲胺氯化物）无水硫酸钠、氧化钙、酸、酸等．．氢硫盐１２．阳离子淀粉的合成
１２１阳离子淀粉的合成原理本实验制备的是季铵型淀粉醚，制备过程主要是淀粉与阳离子化试．．其
醚化剂用量、化剂用量等因素对取代度及反应效率的影响；定了用氢氧化钠为催化剂时的最佳反应条件．催确

阳离子淀粉的制备及其在红曲霉素发酵中的应用

３ｇ／（１００ｍ１），ｓｔｉｒｒｉｎｇａｎｄｎａｔｕｒａｌｓｅｔｔｌｉｎｇｆｏｒ２ｈ，ｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｖｏｌｕｍｅｗａｓｍｉｎｉｍｕｍ，ｔｈｅｎｓｅｔｔｌｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｂｙｆｉｌｔｅｒｐｒｅｓｓ，ｔｈｅｆｉｌｔｒａｔｅｏｂｔａｉｎｅｄｗａｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ；ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｄｄｉｎｇ１ｇ／（１００ｍ１）ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ，ｔｈｅ
中图分类号：ＴＳ２３６．９；Ｘ７０３文献标志码：Ａ文章编号：１００３ —６２０２（２０１４）０１ —００２７ —０３
ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｓｔａｒｃｈａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｒｅｄＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
，
Ｌｔｄ．，Ｄｉｎｇｘｉ７４３０２２，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｕｓｉｎｇｃｏｒｎｓｔａｒｃｈａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，３－ｃｈｌｏｒｏ一２一ｈｙｄｒ０ｘｙｐｒｏｐｙ１ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅａｓｒｅａｃｔｉｏｎｒｅａｇｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｌｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｃａｔｉｏｎｉｃｓｔａｒｃｈｏｆｈｉｇｈｄｅｇｒｅｅｏｆｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｅｌｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙｒｅｄＡｓｐｅｒｇｉｌ — ｌｕｓｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ＴｈｅｃａｔｉｏｎｉｃｓｔａｒｃｈＤＳｏｆ０．３３１ｉｎｒｅｄＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎａｄｄｉｎｇａｍｏｕｎｔｗａｓ

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

干法制备高取代度阳离子淀粉的研究(1)

在 250 mL 三口瓶中加入环氧氯丙烷 157 mL (210 mol) ,冷却至 0 ℃,在搅拌条件下 ,1 h 内通入三
Ξ 收稿日期 :1999 - 09 - 06 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (29776009)
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
t/ ℃ 80 95 110 95 110 80 110 80 95
1. 522 1. 445 1. 443 0. 079
DS
0. 425 0. 470 0. 446 0. 486 0. 508 0. 554 0. 489 0. 543 0. 489
RE/ %
63. 6 70. 4 66. 8 72. 8 76. 0 82. 9 73. 2 81. 3 73. 2
作者采用干法制备了取代度为 0156 的高取代度季铵型阳离子淀粉。通过正交实验 ,考察了反应温度、反应时间和氢氧化钠用量等因素对产物取代度和反应效率的影响 ,并确定了最佳反应条件。
在碱催化剂存在下 ,淀粉与 N2(2 ,32环氧丙基) 三甲基氯化铵 (以下简称 GTA) 的反应过程如下 :
2. 1 反应体系水的质量分数的确定其他条件相同 (反应温度 90 ℃,反TA 3 g) ,反应体系中水的质量分数不同时 ,制备的季铵型阳离子淀粉的反应效率 (RE) 和取代度 (DS) ,见表 1 。
表 1 反应体系水的质量分数对反应结果的影响
·168 ·
精细化工 FINE CHEMIC AL S 第 17 卷
甲胺 2316 g (014 mol) ,常温下搅拌反应 4 h ,然后过滤、丙酮洗涤、真空干燥 ,得白色固体产品 5815 g , GTA 的收率为 97 %。 1. 3 季铵型阳离子淀粉的制备

高取代度阳离子淀粉及其制备方法[发明专利]

专利名称：高取代度阳离子淀粉及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：付小龙,英瑜,户献雷,彭渊,陈汛武,任少华申请号：CN201610649594.8
申请日：20160809
公开号：CN106279451A
公开日：
20170104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高取代度阳离子淀粉及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将淀粉浓度为与86‑100wt％的有机溶剂水溶液混合后置于反应容器中，所述淀粉与所述有机溶剂的质量比为1:0.5‑3；(2)将催化剂和醚化剂溶于水，加入所述反应容器中，搅拌并升温至50‑85℃，反应0.5‑5h；
(3)加入氧化剂，反应5‑60min；(4)加入酸至反应体系的pH值为4‑7；(5)加入交联剂，反应
0‑180min；(6)真空干燥，温度为50‑115℃，真空度为0.07‑0.1MPa，即得所述高取代度阳离子淀粉。

能够制备得到DS为0.07‑0.5，冷水可溶解，25℃下1wt％水溶液粘度为6‑50mPa.s，20wt％粘度为20‑500mPa.s的阳离子淀粉。

申请人：广州天赐高新材料股份有限公司,九江天赐高新材料有限公司
地址：510760 广东省广州市黄埔区云埔工业区东诚片康达路8号
国籍：CN
代理机构：广州华进联合专利商标代理有限公司
代理人：郑彤
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一种季铵盐阳离子淀粉及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种季铵盐阳离子淀粉及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：王毛力,代建设,刘友平,邱俊平,张国强,王经武申请号：CN201811452289.5
申请日：20181130
公开号：CN109575148A
公开日：
20190405
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种季铵盐阳离子淀粉及其制备方法。

首先向反应容器中加入淀粉和溶剂搅拌混合、加热，接着滴加卤代酰卤类单体，加热进行酯化反应；反应后加入叔胺，加热进行季铵化反应；反应结束后，将所得反应混合物在沉析剂中进行沉析，接着依次进行抽滤、洗涤和干燥，最后得到季铵盐阳离子淀粉。

通过本发明制备季铵盐阳离子淀粉，其操作方法简便，取代度可控，可制备多种类型的季铵盐阳离子淀粉，由此丰富了阳离子淀粉的种类，拓展了季铵盐阳离子淀粉的应用范围，具有广阔的应用前景。

申请人：河南华丽纸业包装股份有限公司
地址：461000 河南省魏都民营科技园区北区宏腾路中段
国籍：CN
代理机构：郑州大通专利商标代理有限公司
代理人：李秋红
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季铵型阳离子淀粉的湿法制备

季铵型阳离子淀粉的湿法制备
赵伟;于虎;李红利;李振花;解娟;冯芳;韩海滨
【期刊名称】《中国造纸》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】研究了湿法工艺制备季铵型阳离子淀粉.探讨了加料顺序、pH值、温度、反应时间、醚化剂用量、NaCl用量对阳离子淀粉取代度的影响.得出了湿法制备阳离子淀粉的最佳优化条件:采用先加季铵盐后加NaOH的投料顺序加料,淀粉100 g,醚化剂6 g,NaCl20 g,调节pH值到11.5,温度45～50℃,反应时间16 h.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】赵伟;于虎;李红利;李振花;解娟;冯芳;韩海滨
【作者单位】山东福洋生物科技有限公司,山东德州,253100;山东福洋生物科技有
限公司,山东德州,253100;山东福洋生物科技有限公司,山东德州,253100;山东福洋
生物科技有限公司,山东德州,253100;山东福洋生物科技有限公司,山东德
州,253100;山东福洋生物科技有限公司,山东德州,253100;山东福洋生物科技有限
公司,山东德州,253100
【正文语种】中文
【中图分类】TS727+.2
【相关文献】
1.季铵型阳离子淀粉的制备方法 [J], 许茂乾;蒋成君
2.季铵型阳离子淀粉的干法制备 [J], 马冰洁;李艳平;马玲;李萌;刘公召
3.季铵型阳离子淀粉的湿法制备及提高醚化剂反应效率方法的研究 [J], 韦振雷
4.季铵型阳离子淀粉絮凝剂的制备及其应用 [J], 魏倩倩;童群义
5.季铵型阳离子淀粉的制备及表征 [J], 王玲;周朝昕;吴丽
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季铵型阳离子淀粉的干法制备

为０ｏＯ反应效率为６．％。．７，９７
关键词阳离子淀粉；醚化；法制备干分类号Ｔ２６９ｓ３．Ｐｅａａｉｎｏａｅｎｒｆ－ｏｉｍｙｅＣｔｎｃＳａｃｙＤｔｏ／ｉｇｅＬａｐｎ（ｃｏｌｆｉｒｐｒｔｆｏＱｕｔｒａｙＡｈｎｕＴｐａｉｉｔｒｈｂｒＭｅｈｄＭａＢｎｉ，ｉｎｉＳｈｏｏ — ｎｏｙｉＹｇＳＣｅｃ，ＳｅｙｎｎｖｒｉｅｈｏｏｙＳｅｙｎ１１８Ｐ．Ｃｉ）ＭａｉｇＮｒｅｓＦｒｓｙＵｉｒｉ）ＬｎｅｈｎａｇＵｉｓｙｏＴｃｎｌｇ，ｈｎａｇ１０７，．Ｒｈｎ；ｎ（ｏｔａｔｏｅｔｎｖｓｙ；ｉｅｔｆａＬｈｒｅｔＭｎ，ｉＧｎｚａ（ｈｎａｇＵｉｒｔｏｅｈｏｇ）／ｏｒａｏＮｒｅｔｏｓｙＵｖｒｔ．２０，（２．７～２ｅｇＬｕｏｇｈｏＳｅｙｎｎｅｉＴｃｎｌ／Ｊｕｎｏｈａｒｔｎｅｓｙ－Ｏ８３１）一１７ｖｓｙｆｏｙｌｆｔｓＦｅｒｉｉ６
阳离子淀粉是淀粉与胺类化合物反应生成的含有氨基和铵基的淀粉醚衍生物，已商品化的产品主要是叔胺型和季铵型阳离子淀粉。其中季铵型阳离子淀粉以其制备工艺简单、原料来源广泛、成本低廉、性能优异等特点，广泛应用于造纸、纺织、油田、黏合剂和水处理等领域Ｊ。阳离子淀粉的制备方法主要有干法和湿法两种。湿法反应时间长，取代度低，环境污染大，但产品纯度高；干法反应时间短，效率高，环境污染小，可制备各种变性深度的产品，是一种具有发展前途的制备方法Ｊ目前国内研制开发的阳离子淀粉大多采用湿法工。艺，生产原料为玉米淀粉或木薯淀粉，其产品在黏度、明度和透稳定性等方面还不能完全满足应用要求。笔者以马铃薯淀粉为原料，干法制备了季铵型阳离子淀粉，探讨了反应影响因素对取代度和反应效率的影响，确定了最佳制备条件。研究工作对马铃薯阳离子淀粉的开发利用有一定的理论与实际意义。

高取代度阳离子淀粉絮凝剂的合成的开题报告

高取代度阳离子淀粉絮凝剂的合成的开题报告题目：高取代度阳离子淀粉絮凝剂的合成一、研究背景淀粉是一种重要的生物质资源，其分子结构中包含了大量的糖基和羟基官能团，带有不同的电荷性质。

通过化学修饰可以将其转化为具有各种功能的材料，其中包括絮凝剂。

絮凝剂是处理水和废水中悬浮物和胶体颗粒的关键材料，对于提高废水处理效率、节约资源、保护环境有着重要的意义。

传统的絮凝剂多为聚合物或无机盐，但其应用受到一些限制，例如，高剂量的使用会导致水质劣化，产生副反应等。

因此，有必要开发新型的絮凝剂。

近年来，高取代度阳离子淀粉作为一种新型的絮凝剂备受关注。

其具有良好的絮凝效果、低毒性、易生物降解等优点，可以替代传统的絮凝剂。

因此，合成高取代度阳离子淀粉絮凝剂具有重要的科学和应用价值。

二、研究目的本研究旨在合成高取代度阳离子淀粉絮凝剂，并研究其絮凝性能。

具体如下：1. 通过方法优化，合成高取代度阳离子淀粉；2. 考察改变反应条件对产物结构和性能的影响；3. 评价合成高取代度阳离子淀粉作为絮凝剂的效果。

三、研究方法1. 材料选择：淀粉、碳酸钠、三氧化硫、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙基季铵盐、纯水等；2. 合成方法：以淀粉为原料，先将其部分糊化，再添加甲基丙烯酸甲酯和三氧化硫进行改性，得到反应物A；以碳酸钠为中和剂，将A中的羟基部分中和，得到B；以B为基础与2-丙烯酰氨基-2-甲基丙基季铵盐进行化学反应，得到高取代度阳离子淀粉；3. 对产物进行表征，包括红外光谱、核磁共振、荧光显微镜等技术；4. 考察合成高取代度阳离子淀粉的最佳反应条件，并测定其絮凝性能，包括COD、浊度、颜色等指标。

四、研究意义本研究的结果将有助于开发新型、高效、低毒的絮凝剂，为废水处理和水环境保护提供新的解决方案，具有重要的应用前景和经济价值。

同时，该研究还将探讨淀粉化学修饰的新方法和新途径，为淀粉化学研究提供新思路。

论季铵型阳离子淀粉的湿法制备及提高醚化剂反应效率方法的研究(全文)

论季铵型阳离子淀粉的湿法制备及提高醚化剂反应效率方法的研究(全文)摘要：季铵型阳离子淀粉大量用于造纸、纺织和水处理等。

研究其湿法制备及提高醚化剂反应效率的方法。

关键词0.1更多的是在0.1-1.0，但同样存在试剂残留及杂质含量多的问题。

有机溶剂法受到成本及环境保护的制约，通常不用此法生产阳离子淀粉。

以水为介质的湿法是我国目前最常用的阳离子淀粉生产工艺。

湿法工艺具有反应均匀，产品质量好的特点，但只能制备低取代度，通常DS<0.1的阳离子淀粉，反应效率（RE）也较低，一般RE为60-63，且在高pH及稍高温度下，淀粉尤其是木薯淀粉易发生糊化，损失大，废水中含有大量的盐，污水处理困难。

用水-微有机溶剂法，可以解决湿法的不足之处，只是工艺本身可能存在投资及成本偏高的潜在缺点，但反应效率高、回收溶剂再利用及洗涤用水量少等可弥补成本偏高的不足。

本文主要是研究湿法季铵型阳离子淀粉制备工艺对产品取代度和醚化剂反应效率的影响。

1试验原材料1.1主要试剂及原料木薯淀粉：武鸣华桥投资区里建淀粉厂、武鸣皇后淀粉化工厂玉米淀粉：山东诸城兴贸玉米开发有限公司氯化钠：AR氢氧化剂：AR季铵型3-氯-2-羟丙基三甲氯化铵醚化剂：南宁市化工研究设计院；美国DOW产品 1.2主要仪器设备电动搅拌器恒温水浴装置真空泵NDJ-79型粘度计凯氏定氮分析装置1.3季铵型阳离子淀粉的制备浓度为30~40淀粉浆，用定量4的氢氧化钠调节pH，加入季铵型醚化剂，在45℃~50℃恒温反应7~24小时，中和到pH5.5~6.0，过滤、洗涤，并干燥得季铵型阳离子淀粉样品。

1.4季铵型阳离子淀粉取代度（DS）和反应效率（RE）的测定用凯氏定氮法测定氮的质量分数，然后根据以下公式计算DS和RE。

样品氮含量的计算：（V1─V0）×C×1.401X=————————————m式中：X：样品氮含量，；V1：滴定样品消耗盐酸标准溶液的体积，；V0：滴定空白消耗盐酸标准溶液的体积，；C：盐酸标准溶液的浓度，；m：样品质量，。

一种高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂及其合成方法[发明专利]

专利名称：一种高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂及其合成方法
专利类型：发明专利
发明人：王公应,陈彦逍,刘绍英,王越,曾毅
申请号：CN200610166835.X
申请日：20061207
公开号：CN1990392A
公开日：
20070704
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种绿色絮凝剂——高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂。

所述的高取代季铵型阳离子淀粉絮凝剂是以玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中任何一种或其中任何相混合物为原料，3－氯－2－羟丙基三甲基氯化铵或N－(2，3－环氧氯丙基)三甲基氯化铵作阳离子醚化剂，在氢氧化钠/助催化剂复合催化体系催化作用下，采用干法合成高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂。

本发明综合了干法和半干法工艺的优势，克服了溶液喷射遇淀粉结粒，解决了反应过程中淀粉遇碱糊化、结粒结块等技术问题，并且具有无后处理、无三废、工艺简单、反应周期短、反应条件温和、反应效率高、成本低等特点。

这种絮凝剂与常规药剂相比具有用量少、絮凝沉降速度快、上层水透明度高，可广泛用于造纸、印染、制革、石油化工等行业的废水处理及污泥脱水。

申请人：中国科学院成都有机化学有限公司
地址：610041 四川省成都市人民南路四段九号
国籍：CN
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一种高取代度季铵型阳离子糯米淀粉及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种高取代度季铵型阳离子糯米淀粉及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：杨仁党,刘进,华飞果,杨飞,刘德桃
申请号：CN201310389054.7
申请日：20130830
公开号：CN103421124A
公开日：
20131204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于变性淀粉的生产技术领域，公开了一种高取代度季铵型阳离子糯米淀粉及其制备方法。

将糯米淀粉与乙醇水溶液混合成糯米淀粉浆；然后在室温下加入碱溶液搅拌；然后将阳离子醚化剂加入到糯米淀粉浆中搅拌，搅拌反应得粗产品；将粗产品用含有醋酸的乙醇水溶液浸泡，过滤，再以乙醇水溶液洗涤至滤液用硝酸银检验无氯化银沉淀产生；然后真空干燥，即得白色粉末状的高取代度季铵型阳离子糯米淀粉。

本发明用糯米淀粉为原料选用半干法制备高取代度季铵型阳离子糯米淀粉，拓展了糯米淀粉的使用范围。

申请人：华南理工大学
地址：510640 广东省广州市天河区五山路381号
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：张燕玲
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高取代度季铵型阳离子化玉米淀粉的制备

高取代度季铵型阳离子化玉米淀粉的制备
崔元臣;王新海;周大鹏;李德亮
【期刊名称】《河南大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2000(30)3
【摘要】探讨了以水为分散介质 ,玉米淀粉的季铵型阳离子化学改性的各种反应条件对转化率 (阳离子试剂与玉米淀粉结构中的羟基反应的比例 )和取代度 (阳离子试剂取代伯羟基的比例 )的影响。

实验结果表明 :当玉米淀粉与阳离子试剂的摩尔比为1∶1,pH值 9～ 10 ,反应温度5 0℃ ,反应时间 6h ,转化率和取代度可分别达到75 %和 0 75 .
【总页数】3页(P40-42)
【关键词】玉米淀粉;季铵型阳离子;化学改性;变性淀粉
【作者】崔元臣;王新海;周大鹏;李德亮
【作者单位】河南大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS236.9
【相关文献】
1.制备季铵型阳离子变性淀粉的方法及取代度的测定 [J], 肖华西;吴卫国;夏新剑
2.高取代度季铵型阳离子化玉米淀粉在处理城市生活废水中的应用 [J], 赵永丽;王新海;常竹
3.季铵型高取代度阳离子淀粉的合成 [J], 王香爱
4.季铵型高取代度阳离子淀粉的合成 [J], 卢珍仙;吕延文
5.高取代度季铵型阳离子淀粉的合成研究 [J], 卢珍仙
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[中图分类号 ] TQ424. 3 [文献标志码 ] A [文章编号 ] 1008 - 133X (2008) 08 - 0023 - 04
Prepara tion of qua ternary amm on ium ca tion ic starch w ith h igh substitution degree
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产品氯碱工业 2008年
1. 5 阳离子淀粉相对黏度的测定将阳离子淀粉配成质量分数为 0. 5 %的糊化
液 ,在 (25 ±1) ℃的条件下 ,用旋转式黏度计测定其相对黏度。
2 实验结果与讨论
2. 1 反应条件的确定 2. 1. 1 反应体系中水的质量分数的确定
固定淀粉加入量 100 g、CTA 0. 175 mol、NaOH 0. 175 mol、反应温度 70 ℃、反应时间 3 h,改变体系中水的质量分数 ,阳离子淀粉的取代度和黏度的变化情况见表 1。
温度大大下降 ,糊液的黏度、透明度和稳定性明显提高 ,各方面的应用性能如絮凝、脱色、染料上色率等也都有不同程度的提高 [4 - 9 ] 。
阳离子淀粉的合成方法一般分为湿法和干法。湿法分为水溶剂法和有机溶剂法 [10 ] 。水溶剂法是以大量的水为溶剂 , 此法不适合制备高取代度阳离子淀粉 ,且对环境有污染 ;有机溶剂法需使用大量的非水溶性有机溶剂 , 成本高、污染大、操作复杂。干法是用少量水或有机溶剂使反应物混合均匀 , 此法制得的产品具有取代度高、合成工艺简单、反应效率高、环境污染小等突出优点 [11 ] 。本文以 3 - 氯 - 2
WAN G X iang - a i (Chem istry and Chem ical Engineering Department,W einan Teachers College, W einan 714000, China)
Key words: quaternary ammonium cationic starch; dry p rocess; substitution degree Abstract:Quaternary ammonium cationic starches w ith high substitution degree are p repared by using 3 - chlorine - 2 - hydroxyp ropyl trimethyl ammonium chloride (CTA ) as the etherifying agent and modif2 ying starches by dry p rocess. The influences of m ass content of water in the reaction system , amount of CTA , mole ratio of CTA to NaOH , reaction time and reaction temperature on the substitution degree and viscosity of p roducts are investigated. The op tim um conditions are as fellow s. The amount of starch is 100 g, the content of water in the system is 25 w t% , n ( CTA ) ∶n (NaOH ) is 1 ∶1. 2, the reaction tim e is 4 h and the reaction temperature is 70 ℃. Under the op tim um conditons, the substitution degree of the ob2 tained cationic starch is up to 0. 598, and the viscosity of 0. 5 w t% paste liquid is 0. 079 Pa·s. The dry p rocess has advantages of simp le p rocess, high reaction efficiency, sm all environmental pollution and low p roduction cost. Its market p rospects are discussed.
料 ,另一原料 3 - 氯 - 2 - 羟丙基三甲基氯化铵 (CTA )的合成要消耗大量的 HCl,所以季铵型高取代度阳离子淀粉是一个很不错的氯碱下游产品。阳离子淀粉又可分为低取代度阳离子淀粉 (DS 为 0. 01 ～0. 07 ) 和高取代度阳离子淀粉 ( DS 为 0. 07 以上 ) 。低取代度阳离子淀粉主要用作造纸工业的增强剂、助滤剂等 ,现已工业化。高取代度阳离子淀粉主要用于洗涤、水处理、医药、石油开采等工业 ,目前还处于研究阶段。随着取代度的提高 , 淀粉的胶化
固定淀粉加入量 100 g、体系含水质量分数 25%、NaOH 0. 175 mol、反应时间 3 h、反应温度 70 ℃,改变体系中醚化剂的量 ,阳离子淀粉取代度和黏度的变化情况见表 2。
剂充分渗透到淀粉颗粒中 ,阳离子化反应均匀顺利
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第 8期王香爱 :季铵型高取代度阳离子淀粉的合成产品
反应效率 ;但在大量水介质和高浓度碱溶液中 ,会发生 GTA 的水解反应和阳离子淀粉链的断裂反应 [ 12 ] ,降低了反应的效率。 1. 3 高取代度阳离子淀粉的制备
将 CTA 与 NaOH水溶液按一定比例混合 ,反应 10 m in,加入 4 mL 异丙醇 ,然后加入 100 g玉米淀粉 ,在室温的条件下搅拌 1 h,放入恒温箱中烘烤数小时 ,取出后再用无水乙醇洗涤 ,抽滤 ,干燥 ,即得白色粉末产品。
第
44卷第 8期 2008年 8月
氯 Ch lo r
碱 -A
工业 lkali Industry
Vol. 44, No. 8 Aug. , 2008
【产品】
季铵型高取代度阳离子淀粉的合成
王香爱 3 (渭南师范学院化学化工系 ,陕西渭南 714000)
- 羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂 , 通过干法对淀粉进行改性 ,合成季铵型高取代度阳离子淀粉。
1 实验部分
1. 1 实验用品玉米淀粉 (西安下店淀粉厂生产 ) 、3 - 氯 - 2 -
羟丙基三甲基氯化铵 (自制 ) 、氢氧化钠 (AR ) 、异丙醇 (AR ) 、盐酸 (AR ) 、硫酸 (AR ) 、硼酸 (AR ) 、硫酸钾 (AR ) 、硫酸铜 (AR ) 。
1. 4 阳离子淀粉取代度的测定取代度 (DS )表示每个葡萄糖剩基中的羟基被
取代基团取代的平均数。阳离子淀粉的取代度用凯
氏定氮法测定 [13 - 14 ] 。 DS = 162 ×w (N ) / [ 1 400. 8 - 151. 5 ×w (N ) ]。式中 , w (N )为样品中的氮的质量分数 , %。
O
H2 C
CHCH2N+ (CH3 )3 Cl-
OH -
+ R OH
O
R O CH2 CHCH2 N + (CH3 ) 3 C l- 。
OH
副反应 :
H2 C
CHCH2 N + ( CH3 ) 3 C l-
OH -
+ H2 O
O
CH2 CHCH2 N + ( CH3 ) 3 C l-
OH OH
R
O
CH2 CHCH2N+ (CH3 ) 3 C l-
阳离子淀粉属于化学改性淀粉 ,是由各种含卤代基或环氧基的有机胺类化合物 (伯胺基化合物、仲胺基化合物、叔胺基化合物及季铵基化合物等 ) 在碱的催化作用下与淀粉分子中葡萄糖剩基的伯羟基反应生成的含氨基、胺基或铵基的醚衍生物 ,因氮原子上带有正电荷而称为阳离子淀粉 [ 1 - 3 ] 。阳离子淀粉对带负电荷的物质具有亲和性 ,广泛应用于造纸、纺织、油田、黏合剂、采矿业和化妆品等领域。另外 ,在生产阳离子淀粉时 , NaOH 是一种很重要的原
OH -
+ H2O
OH 24
R OH + CH2 CHCH2 N + (CH3 ) 3 C l- 。
OH OH CTA 在碱性条件下转化为活性很强的 2, 3 - 环氧丙基三甲基氯化铵 ( GTA ) ,同时淀粉转化为具有亲核活性的 O- R ,两者发生亲核反应生成季铵型阳离子淀粉。增大碱的浓度可提高阳离子淀粉的
[关键词 ] 季铵型阳离子淀粉 ;干法合成 ;取代度 [摘要 ] 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 ,合成季铵型高取
代度阳离子淀粉。研究了体系中水的质量分数、CTA 用量、CTA 与 NaOH 的摩尔比、反应时间、反应温度对产品的取代度和黏度的影响。最佳合成条件为 :淀粉 100 g, 体系中水的质量分数 25% , n (CTA ) ∶n (NaOH ) = 1∶1. 2,反应时间 4 h, 反应温度 70 ℃。在此条件下制得的阳离子淀粉取代度高达 0. 598,质量分数 0. 5%糊液的黏度为 0. 079 Pa·s。干法具有合成工艺简单、反应效率高、环境污染小、成本低等优点。对其市场前景进行了展望。

季铵型高取代度阳离子淀粉的合成

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