Катіонний крохмаль - Студопедія
Катіонний крохмаль (КТК) є одним із найскладніших похідних полісахаридів. Його одержують у результаті реакції полісахаридів крохмалю з хімічними сполуками, що включають амінні, імінні, амонійні, сульфонієві або інші групи, що мають позитивні заряди.
Комерційне значення набули третинний і четвертинний амо-
нійні ефіри крохмалю. Особливістю цих сполук є те, що вони мають позитивні заряди на ланцюгах полісахаридів та здатні взаємодіяти з негативно зарядженими частинками.
У паперовій промисловості, як для поверхневого, так і внутрішньо-масового проклеювання, використовують кукурудзяний, картопляний, тапіоковий, пшеничний та рисовий крохмаль.
Основною якістю, якою повинен мати крохмаль, є гарне утримання на волокні. Залежно від ступеня заміщення крохмалю катіонними групами та її природної основи вони утримуються по-різному. При ступені заміщення від 0,03 до 0,04 моль/моль картопляний крохмаль утримується більш ніж на 95%, кукурудзяний - 60%, нативний - 50%. Катіонний крохмаль утримує і закріплює на волокні частинки клею, але тільки за ступенем заміщення вище 0,025 моль/моль. Нативний крохмаль не впливає на утримання нейтрального клею. Через велику адсорбцію катіонного крохмалю на волокні збільшується приріст механічних показників.
Катіонний крохмаль можна отримувати різними методами:
-обробкою нативного крохмалю реагентами у водній суспензії або в органічному розчині - «мокрий» метод;
- змішуванням вихідного крохмалю з реагентами при обмеженому вмісті води - «сухий» метод;
- вологотермомеханічною обробкою крохмалю з реагентами на вальцевій сушарці, екструзійній установці, розварюванням вспеціальних апаратах.
Фірмою «DEGUSSA-Huls» (Голландія) розроблено процес сухого катіонування картопляного, пшеничного, кукурудзяного та тапіокового крохмалю. Відповідно до нього у змішувач при кімнатній температурі завантажують крохмаль, катіонізатор (QUAB-188) та спеціально розроблений активатор - неорганічний луг з добавками. Цю суміш обробляють протягом 30 хв. Значна частина епоксиду реагує з крохмалем при змішуванні, яке продовжується протягом 2. 3 год, а продукт витримується до 7 днів. Після її завершення в катіонному крохмалі залишається менше 100 годин епоксиду. При нагріванні до 40 ° С реакція протікає за одну добу, а при вищій температурі - за кілька годин. У ній може бути використаний 2,3-епоксипропілтриметиламоній хлорид, З-хлор-2-оксипропілтриметиламоній хлорид (QUAB-188), 2-хлоретідціетиламін (СЕД). Останній застосовують у кислому середовищі, тому метод вихід реакції збільшується до 90.. .95% (пшеничний, кукурудзяний і тапіоковий крохмаль).
Катіоновий крохмаль без добавок або "з мономерами вінілового ацетату і кротонової кислоти застосовують для підкрохмалювання тканини, що забезпечує її жорсткість і гладкість. Він добре проявляє себе як компонент миючих засобів, шліхти для скловолокна, фарби для друку акрилових ниток. З його використанням підвищується стійкість тканини. до зминання, її розривна міцність, тканина стає м'якшою.
Світова практика показує, що однією з основних допоміжних речовин у целюлозно-паперовій промисловості є крохмаль. Це зумовлено як його унікальними функціональними властивостями, так і низькою ціною, відновлюваністю сировинних ресурсів та екологічною чистотою.
Основне застосування крохмалю – це підвищення міцності паперу (особливоповерхневої міцності). Застосування модифікованих крохмалів дає додатковий ефект, пов'язаний із підвищенням утримання ними дрібного волокна, наповнювача, оптично відбілюючих та проклеювальних речовин. Цей ефект виявляється у зниженні нерівномірності властивостей паперу з обох сторін аркуша, що особливо важливо для тих видів продукції, у яких робітниками є обидві сторони, наприклад, паперу для письма та друку.
Як показала практика, картопляні катіонні крохмалі найкращі для внутрішньомасового введення, а для поверхневого проклеювання - окислення гарячого приготування.
У майбутньому широка заміна модифікованих крохмалів у виробництві паперу та картону іншими зміцнювальними речовинами є малоймовірною, оскільки крохмаль - відновлюваний продукт однорічних рослин. Його утилізація у навколишньому середовищі не призводить до порушення вже існуючих трофічних ланцюгів, а модифікація вимагає витрат реагентів, вироблених із невідновлюваної сировини, у кількості трохи більше 5. 10% від крохмалю.
Найбільший ефект із мінімальними втратами очікують від використання модифікованих крохмалів під час виробництва газетного паперу. Вони дозволяють зменшити масу 1 м 2 та/або збільшити зольність паперу при збереженні або навіть збільшенні її міцності. Додатково з'явиться можливість зменшення целюлози в композиції та поліпшення утримання масою відтінкових барвників. Застосування катіонних крохмалів сприяє поліпшенню найголовніших показників якості
у широкого застосування не отримав. При використанні «сухого»
газетного паперу: розривної довжини та міцності у сухому стані, знімається запиленість та покращується кольоровість паперу.
- Введення в масу від 8 до 20 кг/т катіонного крохмалю;
- нанесення на клеїльному пресі окисленихабо інших модифікованих крохмалів у кількості 10. 50 кг/т;
- нанесення дисперсій крохмалів за допомогою сприсків на сітковій частині (за різними даними до 50 кг/т) або між шарами при двох-сіточному формуванні.
Катіонний крохмаль є хорошим флокулянтом у різних виробництвах.
Зшитий нерозчинний катіонний крохмаль є ефективним аніонообмінником для видалення зі стічних вод хроматів, дихроматів, заліза, ціанідів, молібдату та перманганату.
При обробці катіонного крохмалю імінооцтовою кислотою утворюються хелатні сполуки з важкими металами. Цей вид модифікованого крохмалю або його похідні використовують для виготовлення косметичних виробів.
Оксіетильований катіонний крохмаль у поєднанні з іншими компонентами застосовують як шампунь для миття волосся. Сополімерний з 4-вінілпіридином та оброблений етилбромідом катіонний крохмаль утворює бактерицидну речовину для фармацевтичних композицій.
Особливо високий ефект застосування катіонного крохмалю у паперовій промисловості – при проклеюванні мокрої паперової маси для кращого утримання в ній дрібних целюлозних волокон та наповнювачів, а також зниження втрат із підмережною водою.
10.11. Модифіковані крохмалі, дозволені до застосування у харчовій промисловості:
Е1400 – термічно оброблений крохмаль;
Е1401 – крохмаль, оброблений кислотою;
Е1402 – крохмаль, оброблений лугом;
Е1403 - вибілений крохмаль;
Е1404 – окислений крохмаль;
Е1405 – крохмаль, оброблений ферментними препаратами;
Е1410 – монокрохмаль фосфат;
Е1413 - фосфатований дикрахмалфосфат;
Е1414 - ацетильований дикрахмальфосфат;
Е1420 – ацетатний крохмаль;
Е1422 - ацетильованийдикрахмаладипат;
Е1423 - дикрахмалгліцерин ацетильований;
Е1440 - крохмаль оксипропільований;
Е1442 - дикрахмалфосфат оксипропільований;
Е1443 - дикрахмалгліцерин оксипропільований;
Е1450 - крохмалю та натрієвої солі октенілянтарної кислоти ефір;
Е1451 – крохмаль ацетильований окислений.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно