簡介
改性澱粉特點
羥丙基變性澱粉是環氧丙烷在鹼性條件下與澱粉起醚化反應而製得的一類非離子型變性澱粉。由於醚化澱粉取代醚鍵的穩定性高，羥丙基具有親水性，能減弱澱粉顆粒結構的內部氫鍵強度，使其易於膨脹，糊化容易，糊液透明，流動性好，凝沉性弱，穩定性高。主要用途
改性澱粉套用
改性澱粉用氧化劑將澱粉氧化可以得到氧化澱粉。常用鹼性次氯酸鹽,在氧化過程中,分子鏈斷裂得到羧基和羰基官能團。這些基團阻止了直鏈澱粉的締合作用。因此和普通的澱粉相比起來氧化澱粉顏色都比較淺,黏度比較低,更容易儲存。
Celade等人提出了一種無鉻鞣的新方法。即氧化澱粉預鞣,鈦鹽鞣製,中和,復鞣,染色,塗飾。結果表明:用有選擇性的氧化澱粉預鞣皮,可增強Ti和膠原的互動作用,成革手感好。
2雙醛澱粉
雙醛澱粉也是一種氧化物。通常使用高碘酸作為氧化劑。在氧化過程中,產生很少的游離醛基。雙醛澱粉的主要結構是水合半醛醇和分子內及分子間的半縮醛,它能作為含醛物料進行反應。作為多醛聚合物,雙醛澱粉能與膠原的氨基和亞氨基起交聯反應,為良好的鞣革劑,鞣革作用與氧化程度有關,雙醛含量90%以上效果好,可使鞣製時間大大縮短,而且具有色淺質軟和耐水洗等優點。
在植鞣物質的提取過程中,澱粉可能作為一種副產物存在。Torr認為澱粉的存在對植鞣不利,減弱鞣製後皮的特性。並還研究了分離澱粉的方法,L.delPezzo改進了用分光光度法分析鞣液中雙醛澱粉的方法。A.Simoncini的研究表明:
(1)雙醛澱粉可以作為鉻鞣液的蒙囿劑,並且可以增加鉻鞣劑的耐鹼能力,被羰基化的雙醛澱粉由於高度電離而具有更強的蒙囿作用;(2)雙醛澱粉上的羰基,半縮醛能與鉻作用,同時,雙醛澱粉的分解產物能與鉻產生進一步的交聯。
雙醛能作為鞣劑用於輕革和底革的製作,在使用過程中能減少其它鞣劑的用量並縮短鞣製時間。用96%氧化度的雙醛澱粉在pH=10的條件下鞣製,加油後可得到較為滿意的皮革,雙醛澱粉可以進行回收利用,回收的雙醛澱粉用於底革的預鞣,可以改進鞣製速率和革的特性。用雙醛澱粉作白濕皮,單獨使用可得到令人滿意的效果。在雙醛澱粉與膠原的反應中,膠原的鹼性基團和氨基是主要的反應基團。
3接枝澱粉
接枝澱粉是一種被廣泛套用的新型材料。其結構是以親水的、半剛性鏈為主鏈,以乙烯聚合物為支鏈。通常所使用的單體有丙烯酸、丙稀腈、丙稀醯胺等。可以通過自由基聚合的方法得到接枝澱粉,也可以通過Hoffman反應或水解反應來實現接枝反應。
3.1接枝澱粉塗飾劑
接枝澱粉能用來做塗飾劑。羧甲基鈉澱粉用於塗飾,能夠改善成革的透氣性。聚氨基甲酸酯等與澱粉接枝共聚可得到不同的產品,這些產品用於合成革的塗飾時,能改善革的柔軟性、透水汽性、手感、物理機械性能等。
3.2接枝澱粉(預、復)鞣劑
近年來,根據皮革鞣製機理及澱粉結構特點,國內外的研究者開發研製了許多具有一定綠色意義的接枝澱粉鞣劑,並取得了一定的效果。呂生華等人用不同的方法降解澱粉,再與乙烯基類單體或丙烯酸(AA)、丙烯腈(AN)或丙烯醯胺(AM)等單體進行接枝聚合製得改性澱粉復鞣劑DF-Ⅱ、改性澱粉鞣劑等系列產品。這些復鞣劑具有選擇填充性好,對加脂劑及染料吸收乾淨,成品革豐滿、柔軟、肉麵或絨面纖維分散好且有絲光效應等特點。所得到的改性澱粉鞣劑,在鉻鞣時用其預鞣,比傳統鉻鞣法可減少鉻鞣劑用量30%~50%,鉻鞣廢液中Cr2O3含量降低到0.26g/L。用其預鞣或復鞣所得成革,選擇填充性顯著,豐滿、柔軟、粒面細膩、有彈性。氧化澱粉與乙烯基類單體接枝共聚,所得產物套用於皮革復鞣效果很好。乳液共聚接枝改性澱粉復鞣劑,對鉻鞣綿羊革進行復鞣,所得的坯革性能良好,與其它類型復鞣劑配伍套用時,用降解的澱粉和丙稀醯胺-丙烯酸丁酯共聚物,通過羥基和氨基之間的Hoffman反應也可以製備接枝澱粉,所得的接枝澱粉用於服裝革的復鞣效果好,並有利於染色。
3.3接枝澱粉水處理劑
劉明華等將氯乙酸接枝到交聯澱粉骨架上研製出了羧甲基澱粉(CMS)吸附劑,研究了對Cr、Al的吸附效果,探討了吸附劑的吸附機理。結果表明,Cr3+、Al3+的最大回收率分別可達96.1%~97.0%。
他們還分別製備了天然高分子絮凝劑(SAAF)以及無機高分子絮凝劑聚矽酸氯化鋁鈣(PCACS),並在一定的條件下將這兩種絮凝劑混合配製成無機有機複合型絮凝劑F-1。採用這種新型的複合型絮凝劑F-1進行製革工業廢水處理試驗,對其絮凝效果及影響因素進行了研究,並探討了絮凝動力學。試驗結果表明,F-1適用的溫度和pH值範圍寬,絮凝效果好,明顯優於聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯醯胺(PAM)、硫酸鋁和PFS(聚合硫酸鐵)四種常用的絮凝劑。將可溶性澱粉與丙烯酸聚合,製得的澱粉接枝丙烯酸,對重金屬離子Cr(Ⅵ)的吸附容量可達到42.23mg/g,Cr(Ⅵ)去除率可達71.11%。將丙烯腈單體接枝到交聯澱粉上,再經過皂化製得的水不溶性接枝羧基澱粉聚合物,可去除體系中Cr3+,去除率可達97.5%。用澱粉接枝聚丙烯醯胺,經胺甲基化、磺化和季胺化反應製得強陽離子型兩性絮凝劑。WuChungChan等研製出的兩性澱粉吸附劑可有效地去除重金屬離子、CrO42-和2-氯酚。以馬鈴薯澱粉為原料,經苛化後,與丙稀醯胺接枝聚合,再引入叔胺基而製備絮凝劑,對製糖及製革廠廢水具有良好的絮凝作用。
4澱粉黃原酸酯
將天然澱粉採用乙醯化交聯、酯化交聯或醚化交聯,再進行黃原酸化就可得到不溶性交聯澱粉黃原酸酯(ISX),主要用於處理金屬廢水。美國早在1975年就以澱粉為原料製成不溶性澱粉黃原酸酯,並於1980年開始工業化生產。ISX不僅能脫除多種重金屬離子,而且在酸性條件下還能將Cr6+還原為Cr3+。不溶性澱粉黃原酸鈉鎂能與鉻、鈷、錳、鎳、鋅和其它重金屬離子生成配合物而沉澱,鈉、鎂離子則進入水中,可將其用於工業廢水處理,除去重金屬離子。劉有才[40]對澱粉黃原酸酯(ISX)的合成進行了研究,製備了一系列的澱粉黃原酸酯產品DX-1、DX-2、DX-3、DX-4,並用這些產品處理Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cr3+等重金屬廢水,結果表明,脫除率大於99%,殘餘濃度小於0.1mg/L,低於排放標準,殘渣穩定,不會引起二次污染。並探討了DX-4對製革廠廢水的處理,選用適當藥劑配比、pH值和反應時間,Cr3+的殘餘濃度低於0.06mg/L,脫除率高達99.55%。
5其它
澱粉是一種性能良好的填充劑,在製革生產上曾有過套用。但易發霉,經適當改性且提高其穩定性後,可用於皮革的填充,所得成革柔軟、豐滿。作面龜裂。將陰離子加脂劑、糖漿或葡萄糖、脂肪醇和氨水按一定比例混合,可用於填充和加脂。可以改善成革的特性,增加成革的面積。用帶有羥基的脂肪族化合物可以減弱膠原纖維之間的相互作用,從而改進成革的柔軟性。澱粉和葡萄糖是帶有羥基的化合物,對其適當的改性,對皮革有明顯的軟化作用。降解的澱粉可以用來製作合成鞣劑。李慧珠成功地從玉米芯水解副產物木糖醇中得到一種多羥基合成鞣劑。該合成鞣劑是木糖醇母液與含羰基的交聯劑縮合得到的產物。它對毛皮的鞣製效果很好,也可以用於豬皮製革,分子中的羥基和羥甲基能和膠原肽鏈結合,產生鞣製效果。
陰離子澱粉是一種用來製造白濕革的材料。它是一種多羥基聚合物,有利於Cr3+和膠原之間的結合。同時由於分子中帶有負電荷,在陰離子澱粉和膠原之間,或者和另一些帶正電荷的鞣劑之間會發生電價鍵結合。魏世林等人用陰離子澱粉製造白濕革,結果表明,陰離子澱粉和鋁或甲醛的混合物可以得到較為理想的白濕革,白濕革的收縮溫度可以達到80℃,成革革身豐滿。改性澱粉做新型絮凝劑具有無毒、原料來源廣、價格低易於生物降解等優點，近年來得到重視與套用。以過硫酸銨為引發劑，通過接枝工聚反映，在澱粉骨架上引入聚丙烯醯胺，製得新型絮凝劑。合成條件：過硫酸銨1.2g，丙烯醯胺(am）與澱粉(st)配比4∶1(質量比)，反應溫度70℃，反應時間4h。
改性澱粉在礦物加工中套用氧化礦反浮選中作抑制劑，銅鉬分離中作為黃銅礦的抑制劑，以及一些非金屬礦石浮選中充當抑制劑已大規模地得到套用。
此外，澱粉還可以用做絮凝劑，在鐵礦石絮凝脫泥時，有用澱粉做為鐵礦石選擇性絮凝劑的。有人做了在低矽酸鹽含量時加人澱粉，有助於針鐵礦的絮凝；玉米澱粉和木薯澱粉可作為阿巴賈鐵礦石的選擇性絮凝劑來使用，精礦品位和回收率都報高。該技術在近年來已經開始用於細粒鐵礦物和細泥的富集。在油田化學品中的套用除了提高改性澱粉的抗溫性能以作鑽井液處理劑外，還應注重多性能澱粉油田化學品研究，開發澱粉化學品在驅油劑、破乳劑、降粘劑、堵水劑、解堵劑、水泥漿處理劑等油田生產各領域的套用。改性澱粉在造紙中的地位改性澱粉目前已是造紙工業的重要化學品.我國造紙業直到八十年代初才開始批量採用澱粉添加劑,二十多年來,造紙用澱粉的數量雖然逐年增加很快。
