制備淀粉膠儲劑時,為增加淀粉的溶解性、流動性、儲接性、防止膠液凝凍性及凝沉性,常采用氧化降解方法。
在其他條件不變的情況下,增加氧化劑用量可加速氧化降解進程,降低膠儲劑的儲度。當氧化劑用量不超過16%時,初黏力可以得到保證。
用過氧化氫氧化淀粉時,在淀粉分子中有羧基、羰基和醛基官能團生成,三種官能團的生成比值與反應體系的pH值有關系,當pH在9~10范圍時,生成的羧基量相對較多;而當pH值在7左右時,醛基和羰基的生成量相對較多。由于羧基對纖維類物質的儲附力較強,且羧基在堿性條件下呈陰離子性,可減少淀粉分子間的締合,改善淀粉膠儲劑的儲存穩定性,因此反應體系的ph值宜控制在10左右,以利于生成較多的羧基。
在淀粉中含有少量的蛋白質,會導致淀粉分子的接觸緊密,容易產生范德華力而形成次價交聯點,使制得的膠儲劑過早凝膠。在pH值為10的條件下,有利于蛋白質中的二硫鍵斷裂生成磺酸基,磺酸基是極性基團,進一步提高了對紙基的親和力,增強了膠儲劑的儲接能力。
氧化淀粉本身不溶于水,只有加入NaOH后,氧化淀粉中的羥基和羧基變成醇酸鈉和羧酸鈉,增加了親水性、流動性、黏接性而成為糊化淀粉。硼砂與糊化淀粉分子形成網狀結構的多核絡合物,因此加入硼砂能提高其初黏力。當水減少到一定程度后,淀粉膠的干燥劑濃度提高,并迅速與水發生相互作用,該干燥劑可以"固化"相當其自身質量幾倍甚至幾百倍的水一起成為膠膜的組成部分,從而提高淀粉膠的干燥速度。氧化淀粉黏合劑一般采用高錳酸鹽、雙氧水和次氯酸鹽作為氧化劑,水作溶劑,經過氧化、糊化、交聯三個過程,常采用氫氧化鈉、硼砂、磷酸鹽、膨潤土、聚乙稀醇等作改良劑。
實際用途
氧化淀粉黏合劑為綠色產品,對生產環境不產生任何污染,可以改善工作條件,且具有生產成本低、濕性強度高的發展優勢,為具有廣闊應用前景的一種新型水處理劑產品。
高分子絮凝劑在廢水處理過程中起著不可替代的作用。由于天然高分子具有無毒、原料廣、價廉和可生物降解等優點。在眾多天然改性高分子絮凝劑中,改性淀粉絮凝劑的研究開發尤為引人注目。由于淀粉分子帶有很多羥基,通過這些羥基的酯化、醚化、氧化、交麟反應,可改變淀粉的性質,工業上便利用這些化學反應生產改性淀粉。
聚天冬氨酸(PASP)作為水處理的新型綠色化:從原料、制備過程到最終產品均對人體和環境無害的易生物降解的水處理藥劑,它的可生物降解性使其成為特別有價值的水處理劑。使用后的PASP高效、穩定地被微生物、真菌降解為對環境無害的終產物。作為阻垢劑特別適用于抑制冷卻水、鍋爐水及反滲透膜處的碳酸鈣、硫酸鈣的成垢。但是,聚天冬氨酸的價格較一般的水處理劑略高,而氧化淀粉是環境友好的水處理藥劑,但是投加濃度較大。為了提高與其他產品的競爭能力,將其與氧化淀粉復配,可以提高聚天冬氨酸和氧化淀粉的性能價格比。
當聚天冬氨酸與氧化淀粉的濃度比為1:1,其阻垢效果最好,復配效果最佳。這是由于在該配比濃度時,聚天冬氨酸與氧化淀粉中的活性基團能最好地發揮出對碳酸鈣的分散離解作用的協同效應。
充分利用我國豐富的淀粉資源,加強淀粉深度加工技術的開發具有重要的意義。