机械活化法制备顺丁烯二酸酐羧化淀粉的助洗性能.pdf

第44卷第6期
化工技术与开发
Vol44 No6
2015年6月
chnology Development of Chemical Industry
Jun 2015
机械活化法制备顺丁烯二酸酐羧化淀粉的助洗性能
潘瑞坚',冯琳,黄爱民,黄祖强2,胡华宇,冯振飞
(1.广西农垦明阳生化集パ股份有限公可非粮生物质酶解国家重点实验室,广西南宁530226:
广西大学化学化工学院,广西南宁530004)
摘要:以木薯淀粉为原料,采用机械活化强化法制备顺丁烯二酸酐羧化淀粉、并考察羧化度、络合温度及浓
度等因素对其助洗性能的影响。结果表明,顺丁烯二酸羧化淀粉悬浮污垢的能力及络合Ca的能力随其羧化度的
増大而增大,并分别受顺丁烯二酸酐羧化淀粉浓度和络合温度的影响,其络合Ca2'的能力随着络合温度的升高而降
低,而对MmnO2的悬浮分散能力随其浓度的增大而增大
关键词:机械活化:顺丁烯二酸酐羧化淀粉;钙络合剂:Mn(O2颗粒悬浮分散剂
中图分类号:TQ314
文献标识码:A
文章编号:1670-99062015)06004-04
助洗剂是洗涤剂中的重要组分,主要起到螯合量的21%、催化剂占淀粉质量的0.6%,制得羧化淀
金属离子,降低洗涤用水的硬度,充分发挥洗涤剂的粉的羧化度为7.74%"?。由于在淀粉分子结构中引
表面活性作用,以及对活性胶体的吸附分散、防止污人羧基,使顺丁烯二酸酐羧化淀粉具有一定的络合
圻再沉积等作用,配方中约含20%~60%。目前洗Ca2、Mg'能力而起到软化硬水的作用;而机械活化
涤助剂主要包括有磷和元磷2大类。三聚磷酸钠羧化淀粉良好的水溶性则增强其对污垢的悬浮、分
(STPP)是目前最优良的洗涤助剂,对提高洗涤剂散性能;羧基的存在使其在洗涤液中能形成共轭体
的去污效果起到很大作用。但是有磷助剂存在严系,具有缓冲作用,酸碱度在较小范用内变化能够
重的缺憾一一易造成封闭水体富营养化。因此,国有效地保证洗涤剂的洗涤效果,减少洗涤剂的用
内外都以立法及行业规范的形式限制含磷助剂的量。因此羧化淀粉有望成为一种新型绿色环保的
用量。寻找价廉、无毒、性能良好、对环境无污染助洗剂2。为实现产品的应用价值,本文对制备
而又能替代STPP的无磷助剂,是国内外合成洗涤的羧化淀粉肋洗性能进行分析研究,以期寻找可降
剂新产品开发的重要方向叫。不少研究学者对变解、环境友好的新型洗涤助剂产品。
性淀粉在洗涤领域的痘用进行了研究,发现淀粉可
应用于洗涤助剂领域?。但传统具有金属鰲合作1实验部分
用的含羧基改性淀粉因其水溶性较差,在其助洗性1.1原料和试剂
能应用上存在致命缺陷。本课题组将机械活化强
木薯淀粉(ST,工业级),顺丁烯二酸酐(AR)。
化技术用于淀粉改性研究,发现机械活化不仅有强
化反应的能力,而且可破坏分子结构,降低分子链长12顾丁烯二酸酐羧化淀粉的制备
度,从而使活化淀粉水溶性提高。
采用自制搅拌球磨机,将木薯淀粉与马来酸酐
本课题组以木薯淀粉为原料,采用机械活化强按一定比例混合,与碱性剂和引发剂充分混合后,在
化法制备顺丁烯二酸酊羧化淀粉,具有较强的螯合一定温度下机械活化强化反应一定时间,球料分离;
金属离子的作用。其较佳工ど条件为:机械活化时索氏提取器中用丙酮抽提8h除杂,抽滤,滤饼80℃
间th、活化温度50℃、顺丁烯二酸酐用量为淀粉质真空干燥,得到顺丁烯二酸酐羧化淀粉
基金项目:「广西科学研究与技术开发项目(桂科合1346011-21):南j市科技计划立项支持项日(20131039,20141043):广西大学基金
项日(XJ7130359);ア“西特聘专家专项经费资助项日
作者简介:潘瑞坚(1958-,男,高级丁程师/高级经济帅、主要从事淀粉生产及管理!作
通讯联系人:黄爱民(197()-),女,主管药师,E-mail:ham2003cn@163.com
收稿日期:2015-03-27
第6期
潘瑞坚等:机械活化法制备顺丁烯二酸酐羧化淀粉的助洗性能
.3羧化度的测定
成及无黑色颗粒。趁热用0.1mol?L'KMnO2溶液
羧化度是指羧基含量占样品的质量分数
进行滴定,直至溶液由无色变为紫红色,同时做空白
按式(1)计算羧化度
实验。分散力(F)可以按式(3)计算
DC2名、(10xCr- VHCL x CCI)x45×x100
(V-V2)xNxM×100
(3
式中, c为氧氧化钠标准溶液的浓度,
式中,为滴定顺丁烯二酸羧化淀粉试样时
ml?L';Cu为盐酸标准溶液的浓度,mol?L';消耗KMnO的总体积,ml;Y%为滴定空自实验所
Vc为盐酸标准溶液的体积,L;M为待测样品的质消耗KMnO2的体积,mL;N为己标定的 KMNO, i溶
量,g
液的浓度,mol?L';M为MnO2的相对分子质量,
1.4助洗性能测试
mol?e~
1.4.1络合能力的测定
2结果与讨论
水中的钙、镁离子可与洗涤剂中的表面活性
剂形成不溶性金属盐,直接影响到洗涤剂的去污
2.1红外谱图分析
性能,洗涤助剂的作用之一便是去除水中的钙、镁
1为原淀粉和机槭活化法顺丁烯二酸酐羧
离子。含有羧基,有络合钙、镁离子的作用。顺丁化淀粉(DC-4.52%)的红外光谱图。3440cm左右
烯二酸酐羧化淀粉络合能力可采用间接滴定法测一强而宽的峰为淀粉分子结构中-OH仲缩振动峰。
定。楷密称取样品0.2000于烧杯中,加蒸馏水与原淀粉相比,顺丁烯二酸酐羧化淀粉的一OH峰明
100mL溶解,O5mol?L'NaOH调节pH=10。精密显减小,而在1727cm处出现了明显的C=0伸编
移取0.0500mol?:L'CaC2溶液20.0mL加入烧杯振梼征吸收峰,说明原淀粉葡萄糖环上的-OH与
中,摇匀。将溶液转至250mL容量瓶,蒸馏水加至顺丁烯二酸酐发生了反应,得到了预期的羧化淀粉
刻度,间歇振荡30min,得到一悬浮液。用定性滤产物。
纸反复过滤上述悬浮液至潓液澄清。精密移取续
4.0
滤液10.0mL于250mL锥形瓶中,加蒸馏水100mL,
3.5
再加入2.5mol? L NAOHI2mL及适量钙指示剂,以
0.02mol?L'EDTA标准溶液进行滴定,以酒红色变
2.5
为纯蓝色为终点叫。络合能力由式(2)计算:
100.08×[20C-25C2V2
1.5
1.0
2931
式中A为络合能力,mg?g';G1为CaC2的浓度
0.5
mol?L';C2为EDTA的浓度,mol?I;%2为滴定
0.0
3440
剩余钙离子需要的EDTA总体积,mL;m为顺丁烯
二酸酐羧化淀粉的质量,g;F为顺丁烯二酸酐羧化
4000350030002500200015001000500
淀粉的固含量。
vc m
a.原淀粉;b.机械活化顺丁烯二酸酐羧化淀粉(DC4.52%)
1.4.2分散力的测定
图1红外光谱图
分散力一般以二氧化锰作为固体颗粒,采用高
Fig 1 FT-IR spectra of naive starch and MACS (DC 4.52%)
锰酸钾标准溶液滴定稳定悬浮液中的MnO2含量的2.2络合能力的测定