阳离子淀粉

[物化性质]阳离子淀粉是带有正电荷的性质相似的几种淀粉衍生物的总称，它包括叔胺烷基淀粉醚、季铵淀粉醚和阴阳两性淀粉等。阳离子淀粉具有高分散性和溶解性，稳定性高，凝沉性弱。作为带有叔胺盐或季铵盐基团的改性淀粉，取代度(DS)在0.1以上的阳离子淀粉称高取代度的阳离子淀粉。它具有阳离子表面活性剂的性质，在水中具有较好的溶解性。

白色粉末的阳离子淀粉，溶于水形成稳定的透明溶液，在水中分散时形成泡沫，由液体内部上升集聚在液体表面，1～2h后消失，对固体表面有吸附性。

[制备方法]取代度为0.15～0.25的阳离子淀粉可使污泥脱水，其固体湿度低于70%。阳离子淀粉的合成有浆法、糊法和干法。由于阳离子淀粉的取代度越高遇水糊化的温度越低。浆法只能制取低取代度的阳离子淀粉。糊法可以制取糊状高取代度的阳离子淀粉，而粉状高取代度的阳离子淀粉的制取比较困难。

用淀粉与醚化剂反应生成的阳离子淀粉又称为淀粉醚。其技术处理方法有干法与湿法。季铵型阳离子淀粉使用的阳离子化试剂是由叔胺与氯丁烯或环氧氯丙烷反应而成。叔胺型阳离子淀粉与季铵型阳离子淀粉的差别在于使用的阳离子试剂不同，阳离子试剂用的是仲胺，但性能不如季铵盐。

(1)称取分析纯氢氧化钠置于500mL烧杯中，以水溶解。在冷水浴中放置冷却后与醚化剂充分混合，反应10min，然后加入100g玉米淀粉，在室温下搅拌1h。在热风浴中预干燥至淀粉含水量降至14%左右，压碎混合均匀，置于一密闭容器中，然后放置到恒温烘箱中反应数小时。取出样品冷却后用80%的乙醇溶液洗涤、抽滤到滤液不含氯离子。最后用无水乙醇洗涤、干燥，即得阳离子淀粉。

(2)其适宜配方是：28%盐酸20.1kg，30% Me3N3 9.6kg，99%表氯醇适量，含水率小于14%的淀粉400kg，1：2的氢氧化钠与氢氧化钙12kg，98%氯化铵40kg，水1200kg。将含15.2%水的淀粉与18.32g的76.65：23.5的硅酸钠、二氧化硅加入带搅拌器、温度计与回流冷凝器的玻璃反应瓶内在搅拌下反应4min后，再用数分钟时间滴入25.38g的甘油三甲基氯化铵将混合物反应15min后再储藏2d得干燥的阳离子淀粉。

(3)将200kg原淀粉投入反应釜，打开搅拌，称取8kg醚化剂EDTA(乙二胺四乙酸)，投入反应釜，搅拌10min，喷入2kg乙醇溶液，缓慢通蒸汽，升温至40～50℃，在此温度范围内保温1h后将温度再缓慢升至70～80℃，保温90min降温放料，将产品用粉碎机粉碎后，过筛，计量。

(4)低取代阳离子淀粉

在250mL三口瓶中加入环氧氯丙烷157mL(2.0moL)，冷却至0℃；在搅拌条件下，1h内通入三甲胺23.6g(0.4mol)，常温下搅拌反应4h；然后过滤，用DMF、丙酮洗涤，真空干燥，得白色固体产品58.5g阳离子化试剂GTA(甘油三乙酸酯)，收率为97%。

称取干燥的玉米淀粉9.6g、GTA0.4g一起放入100mL烧杯中。搅拌均匀后放置于恒温45℃的水浴器中预热0.5h，接着加入配制好的含0.003g NaOH的水溶液2.5mL，混合搅拌至无结块，再在45℃恒温水浴器中反应80min。然后用80%的乙醇洗涤、抽滤至滤液不含氯离子。最后用无水乙醇洗涤、干燥后即得低取代阳离子淀粉。取样、恒重，测得样品中氮的质量分数为0.290%(已扣除原淀粉中氮的质量分数)，取代度为0.0346，反应效率为82.4%。

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