DE2031720B2 - Verfahren zur Herstellung von löslichen, lagerstabilen, kationischen Stärkeprodukten - Google Patents

Description

ao unter Reaktionsbedingungen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Stärkeprodukte

sind lagerstabil, eine besondere Nachbehandlung ist

überflüssig. Ihre Klebereigenschaften bleiben erhalten,

d. h., die natürlichen Eigenschaften der Stärke werden

35 durch die Einführung des Cyanamid-Stickstoffs nicht

Die Erfindung betrifft die Herstellung löslicher, ungünstig beeinflußt.
lagerstabiler, stickstoffhaltiger Stärkeprodukte. Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäß

Es ist btreits bekannt, stickstoffhaltige, kationische erzielten höheren N-Gehalte der Stärkeprcdukte sich Stärkeprodukte durch Umsetzung von Stärke und günstig auf die Lagerstabilität auswirken. Die höheren Cyanamid im wäßrigen, alkalischen Medium herzu- 30 N-Gehalte werden besonders dadurch erzielt, daß die stellen. Die so erhaltenen bekannten Produkte weisen Reaktionsteilnehmer in konzentrierter Form eingeeinen Stickstoffgehalt von 0,2 bis 0,5% auf. setzt werden.

Bei der Lagerung werden diese Produkte zunehmend Die Reaktionszeit beträgt üblicherweise etwa 10 bis

schlechter löslich, zuletzt unlöslich. Es ist bekannt, 25 Stunden; das Gemisch wird während dieser Zeit diesem Nachteil dadurch entgegenzuwirken, daß die 35 zweckmäßig bei 10 bis 25°C, vorzugsweise bei Raum-Umsetzungsprodukte aus Cyanamid und Stärke in temperatur, gehalten. Die Überführung in eine löseinem weiteren Reaktionsschritt, z. B. in einem Dreh- liehe Form geschieht auf an sich bekannte Weise durch rohrofen, einer Nachbehandlung bei erhöhter Tempe- Ansäuern auf einen pH-Wert <2 mit starker Mineralratur unterworfen werden. Derart nachträglich stabili- säure.

sierte, modifizierte Stärkeprodukte verlieren jedoch 40 Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird der ihre Klebereigenschaften praktisch völlig und ver- Verkleisterungspunkt von Maisstärke um über 40^cC mögen nur noch sehr niedrigviskose Lösungen zu herabgesetzt, so daß diese Stärkeprodukte bereitere bilden. Anwendung finden.

Man kann ferner speziell getrocknete Stärke mit Auch der Verkleisterungspunkt von Kartoffelstärke

einem Feuchtigkeitsgehalt von nur 0,1 % mit 5 Ge- 45 sinkt nach der Reaktion mit Cyanamid von etwa 72 wichtsprozent Cyanamid vermischen, dessen Feuch- auf 55 bis 58 ⁰C, was ebenfalls Vorteile in der Verartigkeitsgehalt nicht höher als 0,4% sein darf. Durch beitung dieser Produkte bringt.
Zusatz von alkalischem Wasser kann daraus das ge- Bei der Umsetzung von Kartoffelstärke mit Cyana-

wünschte, stickstoffhaltige Stärkeprodukt unmittelbar mid muß das alkalische, wäßrige Medium einen pH-vor Gebrauch hergestellt werden. Die Schwierigkeit 50 Wert von etwa 9,8 bis 10,2, bei Maisstärke etwa 10,8 bei diesem Verfahren besteht insbesondere darin, bis 11,2 aufweisen.

praktisch wasserfreies Cyanamid herzustellen, was bei Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten,

der Verarbeitung technischer Mengen einen großen mit Cyanamid modifizierten Stärkeprodukte lösen sich Aufwand an Trockenmitteln erfordert. auch nach über dreimonatiger Lagerung bei Raum-

Die nach dem obigen Nachbehandlungsverfahrcn 55 temperatur ohne Rückstand in heißem Wasser auf. erhaltenen Reaktionsprodukte und die erwähnten, Wahrscheinlich wird durch den erhöhten Cyanamidpraktisch wasserfreien Cyanamid-Stärke-Gemische einbau eine Rückvernetzung der Stärkemoleküle zu sind längere Zeit lagerfähig. Zur Herstellung dieser unlöslichen Produkten verhindert. Die Produkte beProdukte sind in jedem Fall zusätzliche Arbeitsgänge, halten damit ihre Fähigkeit, die Celluloseausbeute bei Energie und Zeitaufwand erforderlich. 60 der Papierherstellung zu erhöhen und den hergestellten

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Papieren verbesserte Festigkeits- und Oberflächeneinfaches Verfahren zur Herstellung von löslichen und eigenschaften zu verleihen, auch nach längerer Lagerlagerstabilen, kationischen Stärkeprodukten zu ent- zeit bei. Ein weiteres Einsatzgebiet dieser kationischen, wickeln, welches besonders wirtschaftlich durchzu- cyanamidmodifizierten Stärkeprodukte ist die Reiniführen ist und die erwähnten Nachteile nicht aufweist. 65 gung stark schwebstoffhaltiger Abwasser.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung In den folgenden Beispielen ist das Molverhältnis

von löslichen, lagerstabilen, kationischen Stärkepro- Stärke zu Cyanamid gerechnet als Mol Anhydrodukten durch Umsetzung von Stärke und Cyanamid glucose in der Stärke zu Mol Cyanamid.

Beispiel 1

In 150 Gewichtsteilen Wasser löst man 6 Gewichtsteile Ätznatron, kühlt auf 15 ⁰C ab und läßt eine Lösung, bestehend aus 25 Volumteilen 50%iger Cyanamidlösung und 50 Gewichtsteilen Wasser, unter Rühren langsam einlaufen. Die erhaltene Cyanamidlösung besitzt einen pH-Wert von 10,8. In diese Lösung trägt man unter Rühren gleichmäßig 200 Gewichtsteiie Maisstärke ein und läßt den Brei 20 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Der pH-Wert ist nach dieser Zeit auf 11,2 angestiegen; der Stärkebrei ist hochgradig dilatant. Das Molverhältnis von Stärke zu Cyanamid beträgt 1:0,24, das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Stärke = 1,05:1. Durch Zugabe von 48 Volumteilen 10%iger Salzsäure wird ein pH-Wert von 1,5 eingectellt. Die Zugabe weniger Tropfen Salzsäure genügt, um die Dilatanz des Reaktionsgemisches aufzuheben, so daß die weitere Salzsäurezugabe bis zum gewünschten pH-Wert gut dosiert werden kann. Nach einstün- ao digem Stehen wird der Feststoff abgesaugt und tr.it Wasser neutral gewaschen. Die cyanamidmodifizierte Stärke wird nun bei 40 bis 45 ⁰C getrocknet und enthält bei einer Restfeuchte von etwa 15% 1,82% Stickstoff. Das Produkt löst sich auch nach 4monatiger Lagerung vollständig auf. Mit 100 Gewichtsteilen Wasser bilden 3 Gewichtsteile dieser cyanamidmodifirierten Stärke bei 75 °C eine viskose, leicht opale Flüssigkeit.

Demgegenüber waren nach bekannter. Verfahren hergestellte Produkte bereits nach 2- bis owöchiger Lagerung nur noch sehr unv illständig in heißem Wasser löslich, so daß die geforderten Stärkeeigenschaften nicht mehr vorhanden waren.

Beispiel 2

35

Zu 120 Gewicntsteilen_ Wasser wird eine Lösung von 4,5 Gewichtsteilen Ätznatron in 50 Gewichtsteilen Wasser gegeben und eine Lösung, bestehend aus 16 Volumteilen 50%iger Cyanamidlösung and 40 Gewichtsteilen Wasser, in die auf 15 ⁰C abgekühlte verdünnte Natronlauge einlaufen gelassen. Unter Rühren trägt man nun in die alkalische Cyanamidlösung 200 Gewichtsteile Maisstärke ein und läßt IS Stunden bei Raumtemperatur stehen, wobei das Reaktionsgemisch stark dilatant wird. Das Molverhältnis von Stärke zu Cyanamid beträgt somit 1:0,15, das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Stärke = 1,08:1. Die Stärkesuspension wird mit 37 Volumteilen lO%iger Salzsäure angesäuert und nach einstündigem Stehen filtriert. Nach dem Trocknen enthält das Produkt 0,82% Stickstoff. Die Löslichkeit dieser cyanamidmodifizierten Stärke bleibt länger als 3 Monate erhalten. (Löslichkeit: 3 Gewichtsleile Stärke in 100 Gewichtsteilen Wasser unter Bildung einer opalen, viskosen Flüssigkeit.)

Beispiel 3

In 60 Gewichtsteilen Wasser werden 5 Gewichtsteile Ätznatron gelöst und eine Lösung aus 30 Volumteilen 50 %iger Cyanamidlösung in 35 Gewichtsteilen Wasser zugegeben. Nach dem Eintragen von 100 Gewichtsteilen Maisstärke läßt man 15 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Das Molverhältnis von Stärke zu Cyanamid beträgt 1:0,59, das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Stärke 1,1:1,0. Danach säuert man das dilatante Reaktionsgemisch mit 45 Volumteilen 10%-iger Salzsäure auf einen pH-Wert von weniger als 2 an, saugt ab und trocknet 40 Stunden bei 40⁰C. Das Produkt enthäli 3,2% Stickstoff und bildet bei 72⁰C eine 3 %ige, fast klare, viskose Lösung. Die Löslichkeit entspricht den Angaben der Beispiele 1 und 2.

Beispiel 4

In 175 Gewichtsteilen Wasser werden 3 Gewichtsteile Ätznatron gelöst. Nach Zugabe von 50 Volumteilen einer 16,5 %igen Cyanamidlösung hat die Lösung einen pH-Wert von 9,8, der nach dem Eintragen von 200 Gewichtsteilen Kartoffelstärke nach 18stündiger Reaktionszeit bei 20°C auf 10,1 angestiegen ist. Das Molverhältnis von Stärke zu Cyanamid beträgt 1:0,16, das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Stärke ist 1,08:1. Nach Ansäuern mit 23 Volumteilen 10%iger Salzsäure auf einen pH-Wert von 1,6 und 1 stündigem Stehen wird die Stärke abgesaugt, neutral gewaschen und 40 Stunden bei 40⁰C getrocknet. Sie enthält 0,75 % Stickstoff und löst sich bereits in Wasser von 55 bis 60°C zu einer viskosen, schwach opalen Flüssigkeit. Die Löslichkeit entspricht den Angaben der Beispiele 1 und 2.

Claims (2)

in alkalischem, wäßrigem Medium ist dadurch gekenn- Patentansprüche: zeichnet, daß man in eine alkalische, Cyanamid ent haltende, wäßrige Lösung unter Rühren Stärke ein-

1. Verfahren zur Herstellung von löslichen, trägt, wobei pro Gewichtsteil Stärke 0,9 bis 1,1 Gelagerstabilen, kationischen Stärkeprodukten durch 5 wichtsteile Wasser sowie pro Mol Anhydroglucose m Umsetzung von Stärke und Cyanamid in alkali- der Stärke 0,1 bis 0,7 Mol Cyananud eingesetzt werschem wäßrigem Medium, dadurch ge- den, und das Reaküonsprodukt m bekannter Weise kennzeichnet, daß man in eine alkalische, durch Ansäuern in eine lösliche Form überführt.
Cyanamid enthaltende wäßrige Lösung unter Ruh- Beim Arbeiten im erfindungsgemäßen Konzentraren Stärke einträgt, wobei pro Gewichtsteil Stärke io tionsbereich zeigt die Stärke-Wasser-Dispersion DiIa-0,9 bis 1,1 Gewichtsteile Wasser sowie pro Mol tanz, d. h., sie setzt einer Bewegung, z. B. Umrühren, Anhydroglucose in der Stärke 0,1 bis 0,7 Moi erhöhten Widerstand entgegen.

Cyanamid eingesetzt werden, und das Reaktions- Die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte weisen

produkt in bekannter Weise durch Ansäuern in einen Stickstoffgehalt von etwa 0,5 bis etwa 5% auf. eine lösliche Form überführt. 15 Die Höhe des N-Gehaltes hängt von der Cyanamid-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekeim- menge ab und richtet sich nach der für das hergestellte zeichnet, daß man Kartoffelstärke bei einem pH- Produkt vorgesehenen Verwendung. Werden menr als Wert von etwa 9,8 bis 10,2, und Maisstärke bei 0,7 Mol Cyanamid pro Mol Anhydroglucose in der einem pH-Wert von etwa 10,8 bis 11,2 umsetzt. Stärke eingesetzt, so verkleistert das Produkt schon