ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ КАТИОННОГО КРАХМАЛА 1.1. Свойства катионного крахмала Путем физической, химической, биохимической или комбинированной обработки получают модифицированное крахмалы и декстрин. Варьируя условиями обработки, можно придать модифицированным крахмалам различные свойства, что делает их пригодными для самых разнообразных целей. Таблица 1.1 Классификация модифицированных крахмалов | Физическая обработка крахмала | Химическая обработка крахмала | Ферментативная обработка крахмала | | Жженый декстрин | Расщепленный крахмал (окисленный, подкислённый) | Крахмал с пониженным
апоферментом | | Прежелатинизированный
крахмал (альфа-крахмал) | Этерифицированный крахмал | Декстрин , обработанный
апоферментом | | Выделенный крахмал | Эфирный крахмал (карбоксил-метиловый, катионный, гидроксиалкильный, анионный, поперечный, сшитый) | | | Облученный
модифицированный крахмал | | | | Увлажненный и
термически обработанный
модифицированный крахмал | | | | Модифицированный
крахмал с добавлением
примесей | | | Источник: по данным открытых источников информации
Катионный крахмал - является одним из самых сложных производных полисахаридов. Его получают в результате реакции полисахаридов крахмала с химическими соединениями, включающие аминные иминные амойнные сульфониевые группы имеющие положительные заряды. Технологией получения катионного крахмала является обработка крахмала соединениями аминного характера. Чаще всего в бумажной промышленности в качестве положительно заряженных групп катионных крахмалов используются четвертичные аммониевые группы (NH4+). Положительно заряженная функциональная группа может дать слабую ионную связь с отрицательно заряженной целлюлозы. Катионизацию крахмала обычно проводят в водной суспензии в присутствии избытка гидроксида натрия или кальция. Для достижения высокой скорости алкилирования необходимо поддерживать высокую температуру, не допуская, однако, набухания и клейстеризации крахмала. Химическая модификация, как правило, осуществляется в водной среде. Вначале происходит набухание крахмальной гранулы, в результате которого в нее проникают свободные молекулы воды и молекулы растворенного в воде химического агента. Иногда в качестве растворителя используют органическое вещество при химической модификации. Для производства катионного крахмала применяют: - крахмал кукурузный; - крахмал картофельный; - натр едкий технический; - кислоту соляную техническую; - реагент катионирующий (3-хпор - 2-гидрооксипропилтриметиламмоний хлорид); - воду питьевую по.
Таблица 1.2 Свойства катионных крахмалов | Наименование показателя | Характеристика катионного крахмала | | картофельного марки 1К1; 1К2 | кукурузного марки 2К1; 2К2 | | Внешний вид | Однородный порошок | | Цвет | Белый | Белый. Допускается желтоватый оттенок | | Запах | Свойственный данному виду крахмала, без постороннего запаха | | Массовая доля влаги, %, не более | 20 | 13 | | Массовая доля азота, связанного при катионировании, в пересчете на сухое вещество крахмала, % | 0,1-0,2 | | Водородный показатель, pH | 4,5-9,0 | 5,0-9,0 | Источник: по данным ГОСТ Р 56095 —2015
1.2. Отрасли потребления катионного крахмала Главными плюсами катионного крахмала являются сильные адгезионные свойства, повышающие сопротивлению выщипыванию. Но при этом опасны анионные вещества, коагулирующие катионный клей. Катионный крахмал применяются как основная флоккулирующая и упрочняющая добавка в массе при отливе бумаги в нейтральной и слабощелочной среде, а также при меловании и поверхностной проклейке.
В отличие от нативного крахмала, катионные крахмалы не только повышают прочность бумаги и картона, но при определенных условиях способны значительно повысить удержание мелочи на сетке БДМ и естественно снизить содержание взвешенных веществ в подсеточной воде, улучшить работу отстойников для избыточной оборотной воды, а также имеют ряд других преимуществ. Однако специфика бумажно-картонного производства настолько сложна, что на каждом конкретном предприятии уровень результатов от применения катионного крахмала может быть различен. Здесь важно учитывать все: концентрацию массы, степень ее загрязнения анионными и катионными примесями, степень прессования, вид волокон, основной желаемый эффект от применения добавки (повышение прочности, удержание мелкого волокна) и многое другое. Поэтому, как правило, для каждого конкретного потребителя катионного крахмала разрабатывается индивидуальная технология его применения с учетом конкретных целей и вида продукции. Практический опыт показал, что наиболее часто катионные крахмалы применяются для решения следующих технологических проблем: – при изготовлении флютинга и тестлайнера из 80 — 100 %-ной макулатуры для повышения сопротивления продавливанию, торцевому и плоскостному сжатию, а также сопротивлению сжатию кольца; – для повышения прочности крафтлайнера и мешочной бумаги с целью снижения их массоемкости; – для возможности повышения величины наполнения бумаги без снижения ее прочности. Следует отметить, что при подборе крахмала с требуемой степенью замещения прежде всего необходимо определить главный ожидаемый эффект от его применения — повышение прочности или общего удержания и скорости обезвоживания. |
