实验 2 羧甲基淀粉胶粘剂的制备
用天然玉米淀粉经氧化处理可以制备水溶性好的改性聚合物,在涂料,粘合剂等方面氧化淀粉可替代传统的成膜物质PVA ,这不但是科学技术发展的结果,也是环境保护的需要。
一、实验目的
掌握用氧化剂氧化淀粉的原理和操作技术。
了解玉米淀粉胶结剂的合成工艺。
二、实验原理
淀粉是不溶于水的多糖类碳水化合物,淀粉受热糊化,粘度大,流动性差。不能直接用作粘合剂或涂料等,可以通过多种方法对其进行改性处理,使其分子量引入亲水性基团等,本次实验是用氧化剂氧化的方法,使大分子氧化裂解,改变分子结构,使淀粉分子中部分还原性端基(2,4,6碳位上的羟基—OH )氧化成羧基(-COOH ),玉米淀粉经氧化处理后,成为含有醛基羟基为主,同时含有部分羧基的分子量大小不等的变性淀粉,氧化淀粉胶的性能优良。粘结强度高,稳定性,流动性均佳,具有很好的水溶性和强的亲和力。
三、实验仪器与试剂
实验仪器 :
调速搅拌器;恒温水浴;温度计;滴液漏斗;真空泵;抽滤瓶+漏斗;玻璃棒;滴管;烧杯;量筒
实验试剂
玉米淀粉,氢氧化钠,高锰酸钾,浓硫酸,去离子水,亚硫酸氢钠,
四、实验步骤
1. 实验装置
2. 工艺流程
粗淀粉→精 制→干燥→过筛→调浆→氧化→糊化→络合→产品
3. 试剂配置
配置:(质量百分比浓度)10% NaOH 溶液,10% H2SO 4 溶液,4.0% KMnO4 溶液,2% NaHSO3 溶液
3. 操作流程
① 在250毫升烧杯中加入30毫升去离子水,开动搅拌器,在搅拌下慢慢加入淀粉17g ,打成乳状。
② 加入10%NaOH溶液适量,调节PH 为11,反应1小时以除去酯类。
③ 预处理完成后。再用滴管加入适量的10% NaOH溶液,调节乳液的pH 在11左右,并放置于恒温水浴加热,控制水槽温度在55-65度之间。同时从滴液漏斗中滴加4.0% KMnO4溶液 10 毫升,约1小时滴加完毕。在此过程中,注意随时测定反应液的pH ,控制pH=11。如果不足11,要滴加10% NaOH溶液进行调节。滴加完毕后,继续反应片刻,当氧化反应液的色泽逐渐变白时,可以停止氧化反应。
④ 在上述反应中用滴管滴加 10% H2SO 4溶液,调节pH 在3-4,再搅拌0.5小时使之充分酸化。此时溶液颜色变淡。
⑤ 在搅拌下,向酸化后的反应液中一次性加入2% NaHSO 3溶液约30毫升,使生成的副产物二氧化锰转化成可溶性盐(MnSO 4),这一步也叫腿色反应,反应时间约1小时,反应现象为反应液由士黄色逐渐变白,同时有难闻异味放出。反应完成后,放置、沉淀,除去上部的水,用蒸馏水洗涤3次,使pH 为7-8或无异味时,然后用真空抽滤法脱水,处理完毕。
⑥淀粉的干燥。取上述抽滤脱水的淀粉饼,将其平铺在盘中在室内风干(或者放置于恒温干燥箱中干燥),约半小时,得淀粉胶黏剂样品。
4. 粘结能力测试
取以上得到的样品少量,调成糊状,用纸板测试粘结能力。
注意:
① 水与淀粉量的比例。配置样品过稀,粘度下降;一般水量为淀粉量的2~3 倍。 ② 氧化程度。氧化程度越高,胶液性能越好,但是过高时,会导致粘接性下降。 ③ 温度的影响。温度过低,反应速度慢,控制温度在 55~65℃。
实验 2 羧甲基淀粉胶粘剂的制备
用天然玉米淀粉经氧化处理可以制备水溶性好的改性聚合物,在涂料,粘合剂等方面氧化淀粉可替代传统的成膜物质PVA ,这不但是科学技术发展的结果,也是环境保护的需要。
一、实验目的
掌握用氧化剂氧化淀粉的原理和操作技术。
了解玉米淀粉胶结剂的合成工艺。
二、实验原理
淀粉是不溶于水的多糖类碳水化合物,淀粉受热糊化,粘度大,流动性差。不能直接用作粘合剂或涂料等,可以通过多种方法对其进行改性处理,使其分子量引入亲水性基团等,本次实验是用氧化剂氧化的方法,使大分子氧化裂解,改变分子结构,使淀粉分子中部分还原性端基(2,4,6碳位上的羟基—OH )氧化成羧基(-COOH ),玉米淀粉经氧化处理后,成为含有醛基羟基为主,同时含有部分羧基的分子量大小不等的变性淀粉,氧化淀粉胶的性能优良。粘结强度高,稳定性,流动性均佳,具有很好的水溶性和强的亲和力。
三、实验仪器与试剂
实验仪器 :
调速搅拌器;恒温水浴;温度计;滴液漏斗;真空泵;抽滤瓶+漏斗;玻璃棒;滴管;烧杯;量筒
实验试剂
玉米淀粉,氢氧化钠,高锰酸钾,浓硫酸,去离子水,亚硫酸氢钠,
四、实验步骤
1. 实验装置
2. 工艺流程
粗淀粉→精 制→干燥→过筛→调浆→氧化→糊化→络合→产品
3. 试剂配置
配置:(质量百分比浓度)10% NaOH 溶液,10% H2SO 4 溶液,4.0% KMnO4 溶液,2% NaHSO3 溶液
3. 操作流程
① 在250毫升烧杯中加入30毫升去离子水,开动搅拌器,在搅拌下慢慢加入淀粉17g ,打成乳状。
② 加入10%NaOH溶液适量,调节PH 为11,反应1小时以除去酯类。
③ 预处理完成后。再用滴管加入适量的10% NaOH溶液,调节乳液的pH 在11左右,并放置于恒温水浴加热,控制水槽温度在55-65度之间。同时从滴液漏斗中滴加4.0% KMnO4溶液 10 毫升,约1小时滴加完毕。在此过程中,注意随时测定反应液的pH ,控制pH=11。如果不足11,要滴加10% NaOH溶液进行调节。滴加完毕后,继续反应片刻,当氧化反应液的色泽逐渐变白时,可以停止氧化反应。
④ 在上述反应中用滴管滴加 10% H2SO 4溶液,调节pH 在3-4,再搅拌0.5小时使之充分酸化。此时溶液颜色变淡。
⑤ 在搅拌下,向酸化后的反应液中一次性加入2% NaHSO 3溶液约30毫升,使生成的副产物二氧化锰转化成可溶性盐(MnSO 4),这一步也叫腿色反应,反应时间约1小时,反应现象为反应液由士黄色逐渐变白,同时有难闻异味放出。反应完成后,放置、沉淀,除去上部的水,用蒸馏水洗涤3次,使pH 为7-8或无异味时,然后用真空抽滤法脱水,处理完毕。
⑥淀粉的干燥。取上述抽滤脱水的淀粉饼,将其平铺在盘中在室内风干(或者放置于恒温干燥箱中干燥),约半小时,得淀粉胶黏剂样品。
4. 粘结能力测试
取以上得到的样品少量,调成糊状,用纸板测试粘结能力。
注意:
① 水与淀粉量的比例。配置样品过稀,粘度下降;一般水量为淀粉量的2~3 倍。 ② 氧化程度。氧化程度越高,胶液性能越好,但是过高时,会导致粘接性下降。 ③ 温度的影响。温度过低,反应速度慢,控制温度在 55~65℃。