印花糊料CMS,活性糊料CMS,高取代CMS
印花糊料高取代度羧甲基淀粉钠CMS的生成
美吧微生物 2019-06-20 10:08
羧甲基淀粉钠(C8C„07Na)„通称CMS,是一种与 羟甲基纤维素（cmc)结构与特性十分相似的新一代 木薯淀粉衍生物，广泛用于食品类、纺织品、石油钻井、曰用 化工厂等各行各业。海外早就在20世际60时代已经有 CMS的规模化生产装置，并运用到多个行业，在我国20 新世纪80年代初有小批量，但始终并未产生规 模性生产制造。
CMS为白色晶体，类似其他木薯淀粉共性,是能够直 接融解于凉水的高分子淀粉醚，溶液为透明颜色粘 稠液态，外型、流通性及溶解度均比羟甲基纤维素 (CMC)好，是一种新型增粘剂。在建筑施工中CMS 广泛应用于内墙装修，因其吸湿速度更快，吸水性 高，因此施工过程中不会受到房屋建筑表层湿冷多度影 响，能够快速工程施工，比较大的加速工程的施工进展，CMS还具 有较好的粘结力能，提升了建筑涂料与墙面的功效，使涂 层粘合力比较强，镀层不容易脱落，近些年CMS已越来越 越多运用到建筑业。
CMS合成工艺可以分为干式、水媒法及溶酶法，水 媒法一般不可以生产制造取代度超过0.1的商品，而工程建筑行 业用羧甲基淀粉钠规定具备较髙的取代度，一般DS >0.8,现阶段大多采用溶酶法，通常采用酒精作有机溶剂，淀 粉在NaOH的有机溶液内与氣甲酸开展醚化反映，得 到羧甲基淀粉钠(CMS)商品。
淀粉是以果糖为单元高聚物，其化学结构式 是：
- CH2OH■
一个葡萄糖水模块有3个甲基氢原子，在酸性标准 下，应该能一起被羧甲基替代，但是由于羧甲基是离 子化官能团，在替代某一氢原子后，造成明显空间位 阻效用，促使其他氢原子里的取代反应无法开展。由 于氢氧化钠溶液、氣甲酸等小分子水实验试剂只有蔓延和渗入 木薯淀粉的不定形区域反映，所以在醚化反映前必须使用 NaOH使木薯淀粉充足增溶,才可以获得高取代度的CMS。
葡萄糖水模块中C2的仲甲基具备比较大反应活 性，木薯淀粉分子结构与C1CH2C00H分子的反映为双分子结构亲 核替代(SN2)反映。木薯淀粉碱处理时，NaOH与木薯淀粉分子结构 里的甲基键生成活性中心Starch-CTNa :
Starch - OH NaOH►Starch - Na H20
Cl
I
Starch - 0" Na CH2COONa ►
Starch - 0 - GH2COONa NaCl 碱处理环节中产生的活性中心越大，竣基化实际效果 就越好，C1CH2 COOH使用率越大。
1.2合成方法
1.2.1木薯淀粉的碱处理
碱处理对物质CMS的取代度，溶液黏度都有 很大的影响。高取代度羧甲基淀粉钠的生成,反映逐渐*先将一些烧碱溶液加入到分散化在 酒精有机溶剂里的木薯淀粉粉乳中，在指定条件下解决一段时 间，使木薯淀粉的结晶体地区充足增溶成不定形区域内的结 构，结晶区毁坏越完全，越有益于NaOH和氣甲酸 的蔓延，为竣甲基化提供更好的反应机理。从试验过 程来说，合适的碱处理环境温度为30^上下，不适合超出 35碱处理期为30 min。
1.2.2CMS的生成
木薯淀粉经碱处理后，迟缓提温并迅速滴入所有的氣 甲酸乙醇溶液，操纵一定反应环境温度开展醚化反映 2 h，随后添加剩余部分烧碱溶液，有时候依据反应体系的 pH值规定，还需要加补适量烧碱溶液，继续反映2 h后 制冷，抽滤装置、清洗，泥渣经干躁得物质CMS。
1.3试品检验 1.3.1 DS的测量
酸洗钝化法是当前应用更为好用的测定法:**称 取CMS试品0.5 g上下，放置50 mL小烧杯中，加入 20 m〇l/L HC1水溶液40 mL,用电磁搅拌器拌和3 h，随后 用80%甲醇溶液清洗碱化后试品，至清洗液当中 含氯离子含量，这时候试品转化成酸式CMS(HCMS),用 0.1 mol/LNaOH标液40mL融解HCMS,在发烫 环境下，使水溶液呈通透状，马上用0.1 mol/L规范HC1 水溶液返滴定管剩下NaOH,用酚酞做显色剂，滴至鲜红色 刚褪掉。
取代度 AS = 〇• 162/( 1 - 0.058 4 ),在其中 A =
((^NaOH ^Na〇n) ~ ( ^HCl ^HCl)
式中：4—每克试品耗费NaOH mmol品质 CNa0H—NaOH规范溶液的浓度（mol/L)
—加人NaOH规范溶液体积(mL) CHC「HC1规范溶液的浓度（mol/L)
KHCI—滴定管过多NaOH耗费HC1的容积(mL) PT—CMS样品品质(g)
1.3.2黏度的测量
**称量干躁试件4.000 g,放置250 mL带塞磨 口瓶内，添加蒸溜水196 mL,在湿热环境下，使试品全 部融解，摆放8 ~ 12 h,放置恒温水浴槽中操纵水溶液环境温度 在25<€，随后用NDJ - 79型旋转粘度计测量其黏度。
取代度是决定CMS应用领域的关键指标，高取代度羧甲基淀粉钠的生成,试验 要求的挑选重点围绕新产品的取代度所进行的，从试验过 程看NaOH的使用量、氯乙酸的使用量及其竣甲基化环境温度 与时间对产物的影响分析比较大。
2.1碱处理环节NaOH使用量的彩响
碱处理环节既需要满足有充足的碱与面粉反映生 成活性中心,还要考虑到加入氣甲酸后反应体系的pH 值不能过于高，不然使氯乙酸钠并未蔓延到木薯淀粉分子结构内 部就已造成CMS,这样不仅危害替代官能团分布匀称 性，还会影响取代度的提髙。
醚化反应中后期加补的碱量，应比理论分析偏高 一些，如依照标准偏差加补碱量，则管理体系pH值贴近中 性，不益于反映，CMS的替代度低；如加补碱量过大 多,则不良反应加速，取代度和黏度均也会降低，如表1。
表1碱处理环节NaOH用置对CMS取代度、黏度的彩响
NaOH：CH2ClCOOH 的摩尔质量比取代度
(DS)黏度（mPa*s 2%溶液）
0.40.82960
0.50.891100
0.60.931220
0.70.20
0.80.901190
表2氣甲酸用置对CMS取代度的彩响
CH2ClCOOH：NaOH 物质童比取代度（Z)S)
0.500.16
0.600.28
0.650.51
0.700.73
0.750.86
0.800.93
0.900.92
0.950.92
2.2氣甲酸的使用量
氯乙酸是羧甲基化反应醚化剂，仍随氯乙酸 使用量的提高而扩大，见表2。氣甲酸使用量非常大时， 酸分子结构非常容易与木薯淀粉分子结构贴近，使醚化反映进行对比完 全，促使flS提髙。但氣甲酸使用量提升肯定会耗费更 多的是碱量，并且有益于副产品HOCH2COONa的形成， 实验操作中氯乙酸的使用量选用NaOH使用量的0.75 ~ 0.80 (摩尔质量比）*合适。
2.3反映温度与时长产生的影响
瞇化反应是化学反应，持续高温不益于CMS的形成， 尤其是在反映中后期环境温度控制极其重要，因为管理体系粘 度比较大，环境温度升髙很容易造成反应体系凝固使试验失 败;可是超低温环境下，务必增加反应速度，才能实现醚 化反应规定，并且新产品的取代度不髙，溶液黏度 减少。本试验采用酒精做有机溶液，反映温控在 55^：上下，不适合超出60^：。
适度增加反应速度，新产品的黏度及可靠性增强， 高取代度羧甲基淀粉钠的生成,商品溶液的清晰度提升，但新产品的黏度转变未知 显，因而在决定产品特性前提下，应尽量减少反 应的时间也，大家选用反应速度为4 h。
本试验以酒精作有机溶剂，选用2次加碱的生成工 艺，在30^上下加入所有碱量70%对木薯淀粉粉乳进 行脱灰解决，随后滴入氣甲酸乙醇溶液，提温至55T 醚化反映2 h后，加入所有剩余碱量继续反映2 h, 制冷、抽滤装置、清洗并干躁得商品CMS,所得的新产品的替代 度比较高，一般DS >0.8。
