模块8 氧化淀粉(5)

2019-05-18 20:38

要定期地除去,副产品H2经纯化后可利用。 使用电解法回收率高,但对淀粉要求纯度高。

(2)化学回收法

在碱性条件下,用氯作氧化剂可将NaIO3转换成Na3H2 IO6,然后用H2SO4或HNO3将其转换成HIO4。

HIO3+5NaOH+CI2→Na3H2 IO6↓+2NaCI+2H2O 2Na3H2 IO6+3H2SO4→2HIO4+3Na2SO4+4H2O

使用化学回收法,得到的产品纯度高,而且对淀粉的纯度要求不严格。一般最有效的提纯方法是Na3H2 IO6沉淀,化学法回收。

四、双醛淀粉的性质和用途

双醛淀粉主要用于造纸、皮革、纺织、照相材料、粘合剂等方面。如在纸张加工过程中,往纸张中加入具有良好扩散性能的湿润双醛淀粉,使双醛淀粉的水化羰基和纤维素的醛基之间发生交联反应形成半缩醛,使得双醛淀粉成为纸纤维的有机组成部分,可增加湿强度,其他如耐油性、裂断长度、耐折度、表面强度等都有较大改善。

项目实施

任务4-1 双醛淀粉的制备

玉米淀粉16.2g (干基)加入600mL烧杯中,混入100mL水,搅拌。将 23.5g高碘酸钠溶于300mL水中,调pH值4,滴入淀粉乳,约1h加完,保持不停搅拌,25℃下反应18h。抽滤,每次用50mL水洗双醛淀粉滤饼洗6次以上,至洗水基本上不含碘酸盐为止。最后用100mL丙酮洗,以防止干燥后结块。在约40℃干燥24h,得白色双醛淀粉15.7g (干基)。

工业上生产双醛淀粉的条件:pH值1.0~1.2,反应温度35~40℃,高碘酸与淀粉的摩尔比为1.0~1.2,反应时间2~4h,可制得醛基含量大于90%,收率为98%的双醛淀粉。

单元测试

一、填空题

1.常见的回收高碘酸的方法是 和 等。

二、简答题

1.简述双醛淀粉的性质及用途。 2.简述高碘酸氧化反应机理。

3.用框图表示出高碘酸氧化制备双醛淀粉的工艺流程。

项目5 氧化淀粉的性质及应用

学习目标

终极目标

能够熟练进行氧化淀粉品质的测定。

促成目标

1.理解氧化淀粉在物化性能上发生的变化。

2.根据物化性能的改变,熟练准确的检测氧化淀粉的品质。 3.掌握氧化淀粉的应用。

工作任务

任务5-1 氧化淀粉羧基含量的测定 任务5-2 氧化淀粉羰基含量的测定 任务5-3 双醛淀粉双醛含量的测定

相关知识

一、氧化淀粉的性质

采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉可以制成性能各异、牌号不同的氧化淀粉。如采用高碘酸氧化可制得对纸张既有干强又有湿强作用的双醛淀粉。而采用次氯酸钠、高锰酸钾及双氧水等氧化剂则可制得价格比较低的普通型氧化淀粉。与原淀粉相比,氧化淀粉在物化性能上发生了较大的变化。

(1)氧化淀粉的颗粒与原淀粉相似,仍保持原有的偏光性和X射线衍射图像,表明氧化反应发生在颗粒的无定形区,仍保持与碘的显色反应。

(2)由于氧化剂对淀粉有漂白作用,所以氧化淀粉比原淀粉色泽要白些,而且氧化处理的程度越高,淀粉越白。氧化淀粉一般对热敏感,高温下变成黄色或褐色。干燥过程、贮存以及氧化淀粉的悬浮液糊化或加碱变黄,这与醛基的含量有关。

(3)与原淀粉相比,氧化淀粉糊化容易,糊化温度低,最高热糊粘度降低,

热糊粘度稳定性提高,凝沉性减弱,冷粘度降低,溶解性增加,糊液的透明度增加(如表7-11),渗透性及成膜性提高。与酸变性淀粉相比,薄膜更均匀,收缩及断裂的可能性更少,薄膜也更易溶于水。

表7-11 氧化淀粉的透光率与反应温度、反应时间的关系 反应温度与透光率? 温度/℃ 20 30 40 50

透光率/% 18.9 26.0 28.4 38.4

反应时间与透光率? 时间/h 0.5 1.0 1.5 2.5

透光率/% 16.3 26.3 28.7 33.4

(4)用次氯酸盐氧化后的氧化淀粉颗粒具有羧基,带有负电荷,能吸收带正电荷的颗粒,如亚甲基蓝。吸收能力的高低与氧化程度成正比,而原淀粉则无此特性。利用这一性质能确定样品是否为次氯酸钠所氧化。另外,从染色的均匀性可以看出反应的均匀程度。需要说明的是其他带有负电荷的变性淀粉也同样能吸收亚甲基蓝,必要时需要同时进行其他检验。

(5)氧化淀粉的颗粒也不同于原淀粉,颗粒中,径向裂纹随氧化程度增加而增加。当在水中加热时,颗粒会随着这些裂纹裂成碎片。这与原淀粉颗粒的膨胀形象不一样。

(6)氧化淀粉随氧化程度增加,分子量和特性粘度降低,羧基或羰基含量增加。大多数商业用的次氯酸盐氧化淀粉的羧基含量约在1.1%以上。由于淀粉分子经氧化“切成”碎片,氧化淀粉的胶化温度下降,糊液清晰度、稳定性增加。糊液经干燥能形成强韧、清晰、连续的薄膜。

二、氧化淀粉的用途

1.造纸工业

(1)用作表面施胶剂

氧化淀粉糊化温度低、粘度低、粘结力强,是理想的印刷纸表面施胶剂,可改善纸张印刷和书写的表面性能。由于氧化淀粉糊液稳定性好,粘度低,凝沉性弱,粘合力强,成膜性好,且价格便宜,用作表面施胶可提高纸张表面的平滑度和强度。

(2)用作涂布胶粘剂。

据报道,在美国有85%氧化淀粉产品用于造纸工业,主要用于涂布加工纸的涂料胶粘剂,能赋予纸张光滑的表面、高的强度、良好的书写和印制性能。

(3)湿布添加

添加双醛淀粉改善了纸张的湿强度。 (4)粘合剂

瓦楞纸板最早用泡花碱做粘合剂,由于成本低、干燥速度快等特点,至今还有厂家在应用。但泡花碱对纸和物品腐蚀性大,其制品存在耐湿性和耐压性差,易反潮,易泛碱露楞等缺点。

氧化淀粉粘合剂具有强度高、初粘力强、流动性好、无腐蚀、不污染、消耗低等优点,在美国生产的瓦楞纸板几乎全部用淀粉粘合剂。

2.纺织工业

在纺织工业中,氧化淀粉作为纺织工业的上浆剂主要是利用氧化淀粉可以在较低的温度下以高浓度使用,大量渗入到棉纺中,提供良好的耐磨性。在印染织物的精整中,氧化淀粉的透明膜可避免织物色泽暗淡。

3.食品工业

在食品工业中轻度氧化淀粉可用于炸鸡、鱼类食品的敷面料中,对食品有良好的黏合力并可得到酥脆的表层。氧化淀粉在食品工业还可以用作冷菜乳剂、淀粉果子冻。由于氧化淀粉成膜性好,在制备胶姆糖和软果糕时,可代替阿拉伯胶。由于粘度低可用于柠檬酪、色拉油和蛋黄酱的增稠剂等。

4.其他

在建筑材料工业中氧化淀粉可以用作糊墙纸、绝热材料、墙板材料的粘合剂;双醛淀粉是皮革的良好鞣料,特别对制衣服的皮革,鞣得的皮革颜色浅;可用作防水粘合剂,照相纸和感光胶片的硬化剂和不溶乳胶剂,以及医药工业中用于治疗尿毒症等。

项目实施

任务5-1 氧化淀粉羧基含量的测定

(一)醋酸钙法

氧化淀粉中的羧基含量可采用醋酸钙与氧化淀粉中的羧基进行离子交换,再用碱滴定阳离子交换所放出的醋酸来测定。


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