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高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景

发布日期:2014-11-16 11:49:00
高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景研究
高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景
高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景,高粘度竣甲基淀粉钠简称高粘度CMS,是一' 种冷水可溶性的阴离子型淀粉衍生物,具有增稠、 乳化、分散、粘合等优良性能。在结构性质上与高 粘度羧甲基纤维素相似,具有价格低、白度好、易 溶解、粒度细、不结块等优点。在电焊条、纺织、 印染、造纸、日化、食品、石油、选矿、粘接剂等 领域中,获得广泛的应用,被誉为工业味精。在世 界上,被公认为是安全、高质、经济的化工助剂, 是原化工部“九五”计划重点开发的精细化工产品。
1高粘度CMS的制备方法
高粘度CMS是在碱性介质中淀粉与一氯乙酸发 生双分子亲核取代反应而制成的。其反应式如下。 主反应:
StOH+NaOH —^StONa+I^O
NaOH
StONa+ClCH2COOH
StOCH2COONa+NaCl+H2O
副反应:
CICH2COOH+NaOH —HOCH2COOH+NaCl
在反应器中加入400 L乙醇(95%)、28 kg氯 乙酸、14 kg碱,搅拌升温到45 ~48°C之间,保温 2 h,加入催化剂,搅拌10 min,加入14kg 5咸,升 温到60 °C,反应8h离心分离,用80%的乙醇洗 涤后再离心分离,烘干得成品。
高粘度CMS的制备方法主要有水媒法、干法 和有机溶媒法3种。
(1)水媒法此法的主要特点是用水作为反应 介质,高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景,制备取代度(DS)低于0. 1的产品。由于产 物不溶于水,可直接获得颗粒状产品,水媒法所得 的产品含盐量低,醚化剂利用率低,产率也不高。 乙酸及催化剂按比例投入到类似球磨机或干粉混合 器的反应设备中混匀加热,并向干粉中喷洒适量的 水,由于反应始终处于粉末状态,故名干法。本法 工艺过程简单,反应条件温和,操作简便,反应器 空间利用率高,工时、能耗低,无三废排出,是一 种经济高效的生产工艺。但在固相体系中试剂小分 子很难渗透到淀粉的颗粒内部,因此产物的取代度 一般不高,且取代度仅分布于颗粒表面。
(3)有机溶媒法有机溶媒法工艺特点是淀粉 在碱化及醚化反应中均用低碳醇(如甲醇、乙醇、
异丙醇等)作为溶剂及媒介。工业上主要是采用此 法生产。反应工艺流程见图1。
 
图1有机溶媒法反应工艺流程图
2高粘度CMS产品的用途
2. 1电焊条工业
利用高粘度CMS的粘结性、成膜性和胶凝性, 将其加入到电焊条涂料中可作为粘结剂和支撑剂。 在生产过程中,显著改善了碱性低氢焊条的压涂性 能,压力稳定,不偏心,表皮光滑,磨头磨尾良好, 提高了焊条表面的光洁度,使外观质量明显提高。
在施焊过程中,利用它的热分解性,増加了电 弧吹力的穿透力,获得满意的引弧性能,脱渣容 易、飞溅小、电弧稳定、焊缝成型美观,对电焊条 的性能和化学成分没有影响,完全符合美国、法 国、挪威、德国、英国、日本、中国、加拿大等8 个国家的船检权威机构的鉴定标准规定。
22食品工业
増稠剂高粘度CMS用于冰淇淋、冷饮中比 其他増稠剂(如CMC海藻酸钠)具有更好的稳 定性。加入量为0.5沁~1%〇。
稳定剂高粘度CMS作稳定剂加入果汁、奶 或乳饮料中,可保持产品均匀稳定,防止奶蛋白凝 聚,从而提高乳饮料的保质期和质量。添加量为蛋 白的 10%~ 12%。
保鲜剂将高粘度CM S稀水溶液喷洒到肉类 制品、蔬菜、水果表面,可形成极薄的膜能长期 贮存,保持食品的鲜嫩。
改良剂高粘度CMS用于面包中,可防止面 包老化,提高货架期。高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景,用于方便面中可使面条表面 光滑、不粘连,口感有筋道,面汤不易变浊。
23纺织印染工业
经纱浆料高粘度CMS具有较好的乳化性, 与许多亲水性高分子化合物有很好的混溶性,主要 用于经纱上浆的粘附性浆料。对天然纤维具有较好 的粘附性,可用于中、细号棉纱、麻纱、亚麻纱及 涤棉等混纺纱上浆。
印花増稠剂高粘度CM S可以代替海藻酸 钠、阿可印等做印花糊料,具有冷水可溶、打浆容 易、渗透性好、抱水性好、着色率高、价格低廉等 特点。
24医药工业
崩解剂高粘度CMS因结构上具有亲水性的羧 甲基(一CH2COOH)及羧甲基钠(一C^COONa), 故具有超强吸水性及快速吸水膨胀的效果。适量 (约2% ~ 10%)的高粘度CMS加于固体制剂中, 其强力、快速的吸水特性将水引入固体制剂中増加 毛细孔,此时吸水膨胀效果更加明显,如此反复吸 水、膨胀、吸水的作用,彳艮快便将完整的固体制剂 崩解为细水颗粒粉末,増加主成分溶出效果。
血浆高粘度CMS可作为血浆体积护充剂。 25造纸工业
由于高粘度CMS胶液透明、细腻、粘度高、 粘接力大、流动性好、溶解性好,具有较好的乳化 主,起増稠粘结作用,使纸张光泽鲜艳,改善纸张 的印刷性能,并能増加纸张的抗压与破裂、抗折皱 破裂及耐磨等。如以1%~2%的用量加到纸张配 料中,填充物留着率可由其他配料的42. 6%提高 到50. 8%,破裂强度由3. 49提高到4 39;断裂长 度由5 945提高到6 995,撕裂因子由802提高 到 816。
高粘度CMS在造纸行业用作纸张施胶剂,可 明显地提高纸张的干强度和湿强度、耐油性、吸墨 性和抗水性。
2. 6日用化学工业
作为多功能洗涤助剂用于洗涤剂配制,能很好 地封闭重金属离子,具有良好的悬浮能力、分散能 力以及防止固体污垢再沉积能力。高粘度CMS可 生物降解不会造成环境污染。另外,可用作化妆 品和牙膏中的増稠剂。
2. 7石油钻井
高粘度CMS具有降失水、稳定井壁、改善井 眼条件、防塌、絮凝钻屑等作用。高粘度CMS还 可做为稠化剂在压裂液中填加。
2.8其他应用
高粘度CMS可作为纸张粘合剂、涂料粘合 剂、石印板表面保护剂、重金属污水处理螯合
剂等。
3市场前景及发展建议
3.1市场前景
中国对高粘度CMS的研制开始于20世纪90 年代中期。高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景,近年来,在北京、河南、江苏、河北、 上海、天津、四川、辽宁等省市己有批量生产。生 产厂家有北京好洁力化工企业、河南新乡第一化工 厂、漯河精细化工厂、四平第一化工厂等,产量不 足3X104t,形不成规模效益,产品质量不稳定。 调研表明,国内高粘度CM S的潜在市场为6X 104 t/a以上,其中印染行业占2X10 t/a左右,食品行 业占2X104t/a左右,洗涤日化行业占2X104t/a 左右,医药、粘接剂及其他行业占2X 103 t/a左 右。可见,从CMS发展趋势的潜力来看,市场前 景十分广阔。高粘度CMS是变性淀粉的一种,属 于醚化淀粉,与其他变性淀粉如乙酸酯淀粉、磷酸 酯淀粉、a淀粉、接枝淀粉、阳离子淀粉、酸解淀 粉、氧化淀粉相比具有粘度高、性能更好等优点, 市场应用量会更大。在美国年产约2X 106 t的变性 
性.稳定性和渗透性,在造纸上用作湿部添加为淀粉仅由10多家大型澳门威利斯人88038完成’而中国年产 
约35X 104 t的变性淀粉由300多家企业生产。可 见,中国变性淀粉生产装备、控制水平、规模与国 外相比相差悬殊,还有待于进一步提高、改进。
中国变性淀粉的产量和销量己达到21X 104 t/a我国原淀粉的产量为265X 1〇4t/a变性淀粉的 产量己接近原淀粉产量的8%,但还远低于发达国 家14%的水平。据资料统计,我国进口变性淀粉 总量为10X104t/a其中(4~5)X104t/a是用 于鳗鱼饲料,(5~6)X1〇4t/a用于造纸工业和食 品工业。中国加入WTO后,对环保提出了新的要 求,环保问题成为人们关注的焦点,一些不满足环 保要求的辅料必须加以改进。因此,造纸、纺织、 食品等变性淀粉应用行业必将有一个新的发展,这 些行业的工艺改进势必对其辅料行业变性淀粉提出 新的要求,变性淀粉随之升级,应用量会有大幅度 提高。
32发展建议
我国是玉米产量大国,总产量居世界第二位。 高粘度CMS是玉米淀粉深加工产品之一,具有原 料来源丰富、价格低廉等优点,市场售价为15000 元/吨,而成本仅为7 0⑴元/吨左右,附加值很 高,如按年产5 000 t高粘度CMS计算,则利润为 4 000万元/年经济利益十分可观。但是目前国内 高粘度CMS生产规模小,品种少,产量不足 3X 104t/a从而制约了高粘度CMS应用领域的发 展。所以,必须大力培养这方面的人才,加大资金 投入,尽快使高粘度CMS产品系列化、规模化。
高粘度CMS的生产厂家水平参差不齐,高粘度羧甲基淀粉钠的应用和市场前景,其中 众多小厂生产设备简陋,缺少技术力量,没有生产 监控装置,产品质量不稳定,严重影响了产品的信 誉和应用单位的信心。所以要加强高粘度CMS生 产中仪表控制和检测,对己建的高粘度CMS工厂 应逐步进行技术改造,改善生产装置水平以及加强 仪表控制和检测,以进一步提高产品质量。
高粘度CMS研究单位应该与生产和应用单位 密切合作,试制、研究与应用结合起来,明确研究 产品要求,实现科研一生产一应用一体化,少走 弯路。
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