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羧甲基淀粉钠的制备应用和市场前景

发布日期:2015-04-30 23:40:52
羧甲基淀粉钠的制备应用和市场前景
  羧甲基淀粉钠(简称CMS)是一种无毒、无味、白色或微黄色粉末状固体,易吸 潮,不溶于醇和醚,常温下溶于水形成胶体状溶液,它在碱性或弱酸性溶液中稳定。 CMS通常是由淀粉与氯乙酸或其钠盐在碱性条件下反应而成,其分子单元结构与羧甲 基纤维素(简称CMC)相同,性状也很相似,因而在许多领域有相同或相似的使用性能 和效果。但由于淀粉来源广、成本低于漂白纤维素,生产时醚化剂用量少,工艺较简 单,加之该产品优良的水溶性、膨胀性、分散乳化性及稳定性等,在应用上现已远远 胜过了羧甲基纤维素,是一种很有开发前景的精细化工产品。本文先容了CMS的制备 方法、应用及国内生产情况,并对该产品的市场前景作了简要分析。
  
  2CMS的制备方法CMS的制备方法主要有水媒法、有机溶媒法和干法三种。
  
  2.1水媒法水媒法工艺的主要特点是用水作为反应介质。此法在制取取代度(DS)低于0.2的产 品时,由于产物不溶于水,可直接获得颗粒状产品。而当制备产品的取代度大于0.2 时,由于产物可溶于水,反应终了需先用硫酸钠或氯化钠使CMS盐析出来,再用乙醇 洗涤,醇洗后析出物变得疏脆。水媒法所获产品含盐低,但操作繁杂,醚化剂利用率 低,产率也不高。
  
  2.2有机溶媒法(或称有机溶剂法)
  
  有机溶媒法工艺的主要特点是,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,且反应物料始终为颗粒状,有利于后处理。用该法 生产的产品质量高,但溶剂消耗大、成本高。
  
  2.3干法干法是将淀粉、固体氢氧化钠、氯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。该法工艺过程简单、反应条件温和、操作简便、反应器空间利用率 高、工时短、能耗低、无三废排放,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,且取代基仅分布 于颗粒表面。
  
  虽然CMS的制备方法有多种,但每种方法的合成机理都大致相同,需要注意的是,CMS的质量与淀粉的品种、含水率等关系极大,因此无论采用哪种方法生产都必 须确保淀粉质量的相对稳定。
  
  3CMS的应用CMS作为增稠剂、乳化剂、填充剂、稳定剂、粘合剂等已广泛应用于食品、纺 织、印染、日用化工、造纸、医药、冶金选矿、石油钻井和涂料等行业之中。
  
  3.1食品工业CMS作为稳定剂用于冰淇淋和冷饮食品,也可作增稠剂添加于各食品中。由于 CMS溶液具有优越的胶体性能,可用于食品罐头密封胶的制备;在饮料和乳制品中适 量加入,可增加稠度及细腻性;用于面包及饼干中,可使质地疏松并延长保存期。
  
  3.2 医药工业CMS作为血液扩张剂,主要用于大量失血时以补充血液体积,维持血压,改善血 液循环作用,节约全血用量,也可作烧伤、外伤和因失血过多而引起的休克病人急救 之用;作为片剂的赋形剂及崩解质,可克服用淀粉压片时的缺点并使崩解时间缩短。 作为制药业的新秀,CMS现在又开始用作药物的乳化剂及悬浮剂。
  
  3.3纺织工业CMS可配制成各种纤维织物的上浆剂。CMS作为织物上浆剂,既能够克服淀粉作 为上浆剂时的渗透性差,稳定性不好,浆硬而脆,不易退浆的缺点,又能克服CMS作 上浆剂时成本高,织物表面粗糙,断头多,生产环境差等缺点,适合织机高速化和织 物高档化的要求,而且因其退浆性好,且有优良的吸水性和分散性,还有利于后道工 序的漂白及染色。
  
  3.4 石油工业CMS用作钻井泥浆的降失水剂,具有热稳定性好,降失水性优良,抗盐能力较强 的性能。
  
  3.5造纸工业CMS可作纸浆匀化剂和纸张表面施胶剂。在纸张中添加0.2%的CMS可提高抗张力50〇/〇。
  
  3.6印染工业CMS用作染料、助染剂的载体糊料,或配制成色浆料。此外,CMS还广泛用作洗 涤剂的功能助洗剂、粘合剂及粘合组份,还用于煤浆或油煤混合燃料降粘剂,重金属 离子螯合剂、吸取剂、絮凝剂,成膜材料成份及化妆品组份等。
  
  4CMS的国内生产情况及市场前景分析国外早在60年代已具有CMS的规模性生产装置,并应用到各个领域。我国对CMS 的研制开始于80年代中期。近年来,在北京、河南、江苏、河北、上海、天津、四 川、辽宁等省市已有厂家批量生产。生厂家有北京好洁力化工企业,江苏南京双闸化 工厂,江苏扬中市江岛精细化工厂,河南新乡第一化工厂,重庆江南纤维素厂,漯河 精细化工厂,辽宁营口第二药厂,北京制药厂,上海长征制药厂等。
  
  目前。国内CMS生产规模小,品种少,产量不足万吨,还没有形成系列产品,尤 其是高取代度和高粘度CMS的生产几乎还是空白,从而制约了CMS应用领域的发展。 除作为油田助剂、洗涤助剂和造纸助剂外,其它领域的应用还处于起步阶段或待开发 阶段。近年来,CMC由于纤维素资源短缺,生产成本高,加之市场需求量日趋增长, 市场产品价格不断上涨,已达6000元/t?7500元/t,而CMS由于主要生产原料淀粉来源 丰富、价格低廉、市场售价仅为4000元/t?4500元/t。除此之外,同CMC相比,CMS还 具有以下两方面的优势:①,CMS因结构上的特性,一般比CMC易溶于水,其水溶液 的粘度较CMC稳定,易被人体吸取,还可进行交联、聚合,氧化等多种途径改性,因 而它比CMC用途为广泛;②CMS的生产属于淀粉深加工项目,生产均采用能用化工定 型设备,而且淀粉较棉纤维比重大,聚合度小,因此不需专门的碱化工序,工艺操作 简单,设备利用率高,反应时间短,建设装置生产投资少、上马快。再从市场需求方 面来看,CMC市场变化也促进了CMS的生产和发展,也使CMS的需求量不断扩大。据 有关部门预测,到“九五”末,用于油田助剂的CMS年需求量可达到2万t;洗衣粉行 业CMS的年需求量将达到1.0万t?1.5万t,加上在造纸、纺织、印染、制药、增稠剂、 粘合剂、吸取剂等行业需求量的不断扩大,预计“九五”末,CMS的国内总需求量将 达到5万t。可见从CMS发展趋势和潜力来看,市场前景十分广阔。
 
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