機(jī)械活化淀粉干法制備氧化淀粉及其助洗性能的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)石油的需求量將會(huì)越來(lái)越大，石油資源的緊缺正在漸漸逼近人們的生活。淀粉來(lái)源廣、成熟周期短、可再生且價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好，作為一種能部分替代石化產(chǎn)品的工業(yè)原料，其顯示了廣闊的發(fā)展前景。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)淀粉進(jìn)行變性以拓寬其應(yīng)用范圍的研究十分活躍。氧化淀粉是變性淀粉中的一種，是淀粉在一定條件下與氧化劑反應(yīng)得到的產(chǎn)品。淀粉被氧化之后，生成了新的官能團(tuán)，其原來(lái)許多不足的性能得到了改善。如今氧化淀粉已廣泛應(yīng)用于食品、紡織、造紙

2、等方面。利用氧化淀粉能絡(luò)合鈣、鎂等金屬離子，使硬水軟化并能吸附、分散、懸浮污垢的性能，開發(fā)其作為無(wú)磷洗滌助劑以代替STPP，達(dá)到降低水中含磷量，預(yù)防水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化將是一件非常有意義的工作。但是淀粉具有結(jié)晶的顆粒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為非結(jié)晶區(qū)，外部為結(jié)晶區(qū)且非常牢固，對(duì)水及化學(xué)試劑有較強(qiáng)的抵抗能力。因此，如何根據(jù)產(chǎn)物的具體應(yīng)用需要，選用適宜的方法對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理，改變淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)以及減少淀粉結(jié)晶區(qū)，改善其化學(xué)反應(yīng)性能，提高其氧化效果，制得合乎需要的

3、氧化產(chǎn)品是一項(xiàng)極其重要的研究課題。 本文采用自制的攪拌磨對(duì)淀粉進(jìn)行機(jī)械活化預(yù)處理，以不同活化時(shí)間的淀粉為原料，雙氧水為氧化劑、硫酸銅為催化劑，采用干法工藝制備氧化淀粉。以羧基含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別考察機(jī)械活化時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量、氧化劑用量、pH值及體系含水量等因素對(duì)淀粉氧化反應(yīng)的影響；采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)氧化淀粉的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化；采用X-射線衍射儀、差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡、紅外光譜等對(duì)氧化淀粉結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析

4、；對(duì)氧化淀粉的溶解度、透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性、軟化硬水及懸浮污垢的性能進(jìn)行了初步研究。通過(guò)上述的研究，得到如下主要結(jié)論： (1)在正交最優(yōu)工藝條件下，由木薯原淀粉及玉米原淀粉制得的氧化淀粉羧基含量分別為0.27％和0.25％；而由活化60min的木薯淀粉及玉米淀粉制得的氧化淀粉羧基含量分別為0.89％和1.13％。這表明了機(jī)械活化預(yù)處理能顯著改善木薯、玉米淀粉氧化反應(yīng)活性，提高其氧化效果。主要原因是機(jī)械活化使木薯、玉米淀粉緊

5、密的顆粒表面和結(jié)晶結(jié)構(gòu)受到破壞，降低了結(jié)晶度，反應(yīng)試劑更容易滲透到顆粒內(nèi)部使淀粉氧化。 (2)原淀粉的氧化反應(yīng)主要發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)；活化60min的木薯及玉米淀粉呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)，其氧化產(chǎn)物也呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)。機(jī)械活化預(yù)處理制備的氧化淀粉的熱穩(wěn)定性隨著羧基含量的增大而增強(qiáng)。 (3)氧化淀粉的溶解度、透明度、凍融穩(wěn)定性強(qiáng)于原淀粉及活化淀粉，凝沉性弱于原淀粉及活化淀粉。隨著羧基含量的提高，氧化淀粉絡(luò)合鈣離子的能力及懸浮污垢的能力增強(qiáng)。