论文部分内容阅读
两性淀粉是复合变性淀粉中的一个重要类型,淀粉分子接上阳离子和阴离子基团,具有阳离子淀粉、阴离子淀粉、天然高分子等多重特性。它独有的电化学性能、抗老化、抗离子干扰、并可与其他助剂复配等特点使其在许多领域得到广泛应用,尤其在造纸行业应用更加普遍。
本文系统研究了两种两性淀粉的制备工艺性能及应用,并对这两种两性淀粉进行对比分析。
采用两步法制备两性淀粉。首先采用两种阳离子醚化剂制备阳离子淀粉,研究不同阳离子醚化剂的制备条件。将阳离子淀粉磷酸酯化制备磷酸型两性淀粉:多聚磷酸钠6%(淀粉干基),pH 6.0,46℃水浴搅拌30min,过滤,80℃干燥至水分含量为5%,再在145℃反应1.5h;将阳离子淀粉氧化制备氧化型两性淀粉,采用添加不同次氯酸钠(NaCl0)的量得出不同阴离子取代度的氧化型两性淀粉。
采用红外光谱仪对两性淀粉的结构进行分析:磷酸型两性淀粉分子上含有磷酸基团和季铵基团;氧化型两性淀粉分子上存在着羧基和季铵基团。阳离子淀粉、磷酸型两性淀粉和氧化型两性淀粉都保持着原淀粉的A型结构和偏光十字结构,三种淀粉的结晶度都有所降低,分别降低了9.42%、2.49%和12.70%。通过扫描电镜发现:阳离子淀粉颗粒表面形成分布不均的小孔;磷酸型两性淀粉的颗粒表面孔更多,孔径更大,并发生部分颗粒破碎现象;氧化型两性淀粉颗粒表面破坏严重,表面成蜂窝状。
淀粉糊化性能和糊的性能对其应用是非常重要的,研究结果表明:与阳离子淀粉相比,磷酸型两性淀粉糊化温度和糊化时间增长,且随着阴、阳离子比值的增大而增强,糊透光率降低,凝沉性增强;氧化型两性淀粉糊化温度和糊化时间减少,糊透光率随着阴、阳离子比值的增大而增强,而糊凝沉性随之减弱。
在两性淀粉的应用过程中:两性淀粉对纸页的增强效果远远优于阳离子淀粉。磷酸型两性淀粉Ⅱ对纸页的耐破度、抗张指数、裂断长及环压指数分别增强了38.22%、24.90%、24.91%和14.699/0。氧化型两性淀粉Ⅲ对纸页的耐破度、抗张指数、裂断长及环压指数分别增强了46.73%、29.64%、29.64%和6.76%。在相同取代度下,氧化型两性淀粉对纸页性能的增强效果优于磷酸型两性淀粉。