FI82839C - Foerfarande foer torrkatjonisering av staerkelse och blandning som anvaends vid foerfarandet. - Google Patents

Description

1 82839

Menetelmä tärkkelyksen kuivakationisoimiseksi ja menetelmässä käytettävä seos

Keksintö koskee kationisten tärkkelyseettereiden 5 valmistusta antamalla tärkkelyksen reagoida alkylideenie-poksiden kanssa veden läsnäollessa emäksisessä väliaineessa.

On tunnettua, että tärkkelys ja tärkkelystä sisältävät aineet reagoivat ns. kuivamenetelmässä kationisten 10 eetteröintiaineiden kanssa. Näissä menetelmissä reaktioita ei suoriteta vesisuspensiossa vaan jauhemaisella tärkkelyksellä.

US-patenttijulkaisun 4 127 563 mukaan kationisoin-tiin käytetään alkylideenihalogeenihydridejä pH-arvon ol-15 lessa < 9 lämpötilassa 25 - 60 °C.

Halogeenihydrilnin reaktio tärkkelyksen kanssa emäksisessä väliaineessa, mutta lämpötilassa, joka on vähintään 30 eC tärkkelyksen geeliytymislämpötilan alapuolella, esitetään US-patenttijulkaisussa 3 346 563.

20 EP-patenttijulkaisusta 31 477 on lisäksi tunnettu menetelmä, jossa tärkkelys reagoi alkylideeniepoksidien kanssa veden, kalsiumhydroksidin tai kalsiumoksidin läsnäollessa lämpötiloissa 50 - 120 eC.

DE-hakemusjulkaisusta 29 35 338 löytyy tärkkelyk-25 sen kationisointimenetelmä, jossa emäsylimäärä täytyy kui tenkin neutraloida.

US-patenttijulkaisussa 4 281 109 suositellaan, että eetteröintireagenssi ja alkali- tai maa-alkalimetalli-hydroksidi sekoitetaan etukäteen ja vasta sen jälkeen 30 tärkkelyksen kanssa.

Tällä menettelyllä voidaan päästä reagenssien tasaisempaan ja nopeampaan sekoittumiseen, niin että ei esiinny esim. paikallisia emäsylimääriä, jotka voisivat johtaa tärkkelyksen paisumiseen.

35 Kaikille esitetyille menetelmille on yhteistä, et tä reaktioseosta täytyy sekoittaa eetteröintireaktion päättymiseen asti.

2 82839 Lämpötilan laskiessa reaktio kestää luonnollisesti pitempään. Reaktioastiat ovat vastaavasti yhtä kauan varattuina ja sekoitusenergiaa on käytettävä. Lisäksi on otettava huomioon saannon pieneneminen.

5 Keksinnössä esitetään kationisten tärkkelyseette- reiden valmistusmenetelmä, jota käytettäessä tarvitaan vain hyvin vähän sekoitusenergiaa huolimatta matalista reaktiolämpötiloista, reaktioastiat ovat varatut vain lyhytaikaisesti ja saavutetaan erittäin hyviä saantoja eikä 10 seulominen ole tarpeen.

Keksinnön kohteena on menetelmä tärkkelyksen kuiva-kationisoimiseksi antamalla tärkkelyksen reagoida kaavan (I) tai (II) mukaisten alkylideeniepoksidien kanssa, 15 CH,— CH — <CH,) —N^R1 2 n (I)

tai «/", Q

CH,— CH—(CH,) —N — R, X2 / 2 n v 2 0 XR, (11) 20 3 jossa n on 1, 2 tai 3, Rlr R2 ja R3 ovat samanlaisia tai erilaisia alkyyliryhmiä, joissa on 1 - 4 hiiliatomia, tai Ri on bentsyyliryhmä, ja X' on kloridi, bromidi, sulfaatti 25 tai asetaatti, emäksisessä väliaineessa veden läsnäollessa. Menetelmälle on tunnusomaista, että reaktio suoritetaan lämpötilassa 5 - 40 °C hienojakoisen piihapon läsnäollessa, jolloin hienojakoisen piihapon määrä on 0,02 - 2,0 paino-%, laskettuna reaktioseoksen kokonaismäärästä. 30 Näin valmistetun tärkkelyksen pH-arvo on ä 9 (5 paino-%:inen suspensio).

Keksinnön mukaisesti menetellään niin, että seosta, joka sisältää tärkkelystä, alkali- tai maa-alkalihydrok-sidia tai -oksidia, piihappoa ja alkylideeniepoksidia, 35 jota käytetään tavallisesti vesiliuoksena, homogenisoi- 3 82839 daan tehosekoittimessa 10 s:n - 25 min:n, edullisesti 20 s:n - 5 min:n ajan, sen jälkeen siirretään tähän tarkoitukseen varattuun varastosäiliöön, esim. siiloon, tai lä-hetyspakkaukseen, jossa kationisointireaktion annetaan 5 tapahtua loppuun.

Sekoitusenergiaa ei enää tarvitse käyttää lisää seuraaviin menettelyvaiheisiin.

Lisäksi on osoittautunut, että on edullista työskennellä lämpötila-alueella, jotka vastaavat vaatimatto-10 mien varastotilojen lämpötilaa riippuen esim. vuodenaikojen aiheuttamista ympäristön lämpötilan vaihteluista, esim. lämpötiloissa 18 - 30 °C, erityisesti 20 - 25 eC.

Kokeet osoittavat, että käytetty epoksidi reagoi täysin. Lämpötilassa 20 °C on 7 päivän kuluttua havaitta-15 vissa enää vain alle 10 ppm epoksidia/kg tärkkelystä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut tärkkelykset eivät sisällä karkeita aineksia, ja niitä voidaan käyttää ilman jälkikäsittelyä (seulonta).

Tehosekoittimeksi sopii esim. auravannassekoitin 20 (jatkuvatoiminen tai jaksottain toimiva) tai kostutuslä-pivirtaussekoitin (jatkuvatoiminen).

Kationisten tärkkelyseettereiden valmistukseen keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan käyttää mitä tahansa alkuperää olevia luontaisia tai modifioituja tärk-25 kelyksiä tai tärkkelystä sisältäviä aineita. Erityisen edullisesti käytetään vehnä-, maissi-, tapioka- tai perunatärkkelystä .

Käytetyistä alkyleenioksideista kaavan (II) mukainen alkyleeniepoksidi on edullinen. Kaavan (II) mukaisessa 30 alkyleeniepoksidissa X' on erityisesti kloridi.

Tärkkelysliistereiden viskositeetti kohoaa oleellisesti, jos reaktio edellä mainittujen epoksidien kanssa tapahtuu niin, että läsnä on 0,5 - 5 paino-% yhdistettä, jolla on jokin seuraavista kaavoista: 35

. Ο Ο π 7 Q

4 uZuj; Φ /CH3 CH2~ Νς~ CH3 χθ (III) ^c2h5oh 5 S/CH3 tai C\2~5H~CH2~ Nr_CH3 0Ac^ (IV) XC12”25 . · ®/CH3 iO tai C^-5H~CH2-N-CH3 X© (v) \ch2- (o) Näitä yhdisteitä käytetään edullisesti seoksena kaavojen (I) tai (II) mukaisten epoksidien kanssa, ja ne 15 voivat olla seoksessa myös sopivina epikloorihydriineinä.

Muuttuminen kaavojen (III) - (V) mukaisiksi epok-sideiksi, jotka reagoivat tärkkelyksen kanssa, tapahtuu viimeistään reaktioväliaineessa.

Tämän tyyppisiä seoksia valmistetaan edullisesti, 20 kun kaavojen (I) ja (II) mukaisten epoksidien valmistuksessa, kuten esim. US-patenttijulkaisussa 3 135 782 kuvataan, käytetään keksinnön mukaisesti määriteltyjen, kaavojen (III)- (V) mukaisten epoksidien osuuksien muodostamiseen tarpeelliset määrät vastaavia tertiäärisiä amiine-25 ja. Näitä epoksideja tai kloorihydriinejä voidaan kuitenkin valmistaa myös erikseen ja sekoittaa kaavojen (I) tai (II) mukaisiin epoksideihin määrätyssä suhteessa.

Yhtä moolia kohti tärkkelystä laskettuna anhydro-glukoosiyksikköinä kuiva-aineessa käytetään 0,005 - 0,5 30 mol kaavojen (I) tai (II) mukaista epoksidia, edullisesti 0,01 - 0,25 mol epoksidia. Tästä seuraa substituutioaste (DS) 0,005 - 0,300, edullisesti 0,01 - 0,20.

Keksinnön mukaisesti tärkkelyksen eetteröinti al-kylideeniepoksideilla suoritetaan väliaineessa, joka si-35 sältää 10 - 35 paino-%, erityisesti 20 - 25 paino-% vettä i 5 82839 ja 0,2 - 2,0 paino-%, erityisesti 0,4 - 1,5 paino-% alkali- tai maa-alkalihydroksidia tai -oksidia, erityisesti kalsiumoksidia tai kalsiumhydroksidia.

Näiden sinänsä tunnettujen komponenttien lisäksi 5 reaktioseoksessa täytyy olla 0,02 - 2,0 paino-%, edullisesti 0,2 - 1,0 paino-% hienojakoista piihappoa laskettuna kokonaismäärästä.

Tällöin kyseessä voivat olla seostetut tai liekki-hydrolyysin avulla tuotetut piihapot, jotka voivat olla 10 hydrofiilisiä tai hydrofobisia.

Ominaispinta-alat ovat 60 - 700 m2/g, edullisesti 100 - 450 m2/g (BET-mittaus DIN-normin 66131 mukaan, N2-adsorptio nestemäisen typen lämpötilassa, näyte kuumennettu etukäteen lämpötilaan 110 °C).

15 Edullisesti käytetään hydrofiilisiä saostettuja piihappoja, joiden ominaispinta-ala on 190 - 450 m2/g, erityisesti spraykuivattua seostettua piihappoa, jonka ominaispinta-ala on 190 m2/g (BET-mittaus).

Myös hydrofobisten ja hydrofiilisten piihappojen 20 seoksia käytetään.

Edullisesti käytetään piihapon ja emäksisestä vaikuttavan oksidin tai hydroksidin, erityisesti kalsiumhyd-roksidin tai kalsiumoksidin, jauhemaista seosta (kutsutaan seuraavassa tekstissä aktivaattoriksi).

25 Aktivaattori sisältää 10 - 50 paino-%, edullisesti 40 paino-% piihappoa. Kalsiumoksidia tai kalsiumhydroksidia käytetään niin paljon, että summaksi saadaan 100 %.

Tällöin on kuitenkin otettava huomioon, että akti-vaattorin on oltava jauheena ja että kulloinkin käytetään 30 sellainen määrä aktivaattoria, että lopputuotteen pH-arvo on s 9 (5 paino-%:nen tärkkelyssuspensio).

Reagenssien sekoitusjärjestys ei ole tavallisesti kriittinen.

On osoittautunut kuitenkin edulliseksi sekoittaa 35 (panossekoitin) ensin tärkkelystä ja aktivaattoria keske- 6 82839 nään 10 min:iin saakka ja sen jälkeen ruiskuttaa epoksidi vesiliuoksena.

Valmistettaessa epoksidia, niin että annetaan vastaavan halogeenihydriinin reagoida emäksisesti vaikutta-5 vien aineiden, esim. alkalihydroksidin kanssa, syntyvä seos voidaan käyttää välittömästi, jos tällöin lopputuotteena syntyvä alkalihalogenidi ei häiritse (korroosiovaa-ra). Tätä ei tarvitse pestä eikä neutraloida ja se voidaan käyttää suoraan.

10 Lisäksi voidaan tietenkin suorittaa tekniikan ti lan mukaisesti tavallinen neutralointi ja kationisoidun tärkkelyksen maa-alkali- tai alkaliosuuden pesu, jos tämä tuntuu mielekkäältä tärkkelyksen käyttötarkoitukseen nähden.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan valmistaa myös runsaasti substituoituja, kylmään veteen liukenevia tärkkelyksiä, joiden substituutioaste on 0,08 - 0,30.

Jos työskennellään vallitsevassa huoneen- tai ympäristön lämpötilassa, ei tarvita sekoitusjärjestelmää 20 eikä sen jälkeistä reaktion loppuvaihetta varten lämpötilan säätöä ja saadaan siitä huolimatta toivottuja tuotteita, ja saannot ovat hyvät.

Tämän lisäksi muita reaktioastioita ei tarvita, koska voimakkaan sekoituksen jälkeen reaktioseos siirre-25 tään lähetykseen tarkoitettuihin pakkauksiin tai varasto-siiloon, jossa reaktio saa tapahtua loppuun.

Lyhyt viipymäaika sekoituslaitteistossa tekee ensimmäisen kerran mahdolliseksi samalla tapahtuvan kuiva-kationisoinnin yhtäjaksoisen suorituksen, kun tähän asti 30 tekniikan tason mukaan on pitkien sekoitusaikojen vuoksi ollut tunnettua ja mielekästä vain tärkkelyksen jaksottainen kationisointi.

Tämän lisäksi on keksinnön mukaisesti ensimmäisen kerran mahdollista muuttaa vastaavien tärkkelysliuosten 35 viskositeettia käyttämällä erilaisia aktivaattoreita ja samalla pitää tärkkelyksen substituutioaste (DS) vakiona.

7 82839

Keksinnön mukaisesti valmistettavat kationisoidut tärkkelykset sopivat käytettäviksi esim. retentioapuai-neina, massan lisäaineina paperinvalmistuksessa parantamaan paperin lujuutta, liimapuristuksessa paperinvalmis-5 tuksen yhteydessä, sakeutusaineena, koagulointiaineena jätevedenkäsittelyssä ja kipsin valmistuksessa.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksinnön kohdetta. Seuraavia aktivaattorityyppejä valmistetaan tärkkelysten kationisoimiseksi voimakkaasti sekoittamalla: 10

Tyyppi Koostumus Tilavuuspaino _(paino-%)_(g/cm3) PC-1 58 % kalsiumhydroksidia, n. 0,21 15 97-%:inen 42 % KS (spraykuivattu piihappo, 190 m2/g) PC-2 66 % kalsiumhydroksidia, 0,22

n. 97-%:inen 34 % KS

20 PC-3 52 % kalsiumhydroksidia, 0,18

n. 97-%:inen 48 % KS

PC-4 75 % kalsiumhydroksidia, 0,25

n. 97-%:inen 25 % KS

PC-5 82 % kalsiumhydroksidia, 0,27

25 n. 97-%:inen 18 % KS

Esimerkkej ä

Esimerkeissä 1-3 reagenssiliuos sisältää kulloinkin 0,5 paino-% 3-kloori-2-hydroksipropyylidimetyylietano-30 liammoniumkloridia tai 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammo- niumkloridia. Analyysiarvot koskevat pestyjä (isopropano-li/vesi 80/20 paino-%) näytteitä.

Esimerkki 1 50 kg (0,2482 kmol) luontaista perunatärkkelystä 35 (vesipitoisuus 19,5 %; liukenemattoman typen pitoisuus 0,008 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-2 li- 8 82839 säyksen (6,44 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min ja lisätään 5 min:n aikana 5,137 kg reagenssiliuosta, joka sisältää 1,054 kg 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammoniumkloridia, suuttimen kautta sekoituksen jatkuessa koko ajan. Sekoi-5 tusta jatketaan vielä 10 min ja täytetään varastosiilo. Kun seos on seisonut 24 tuntia lämpötilassa 20 °C, saannoksi saadaan 92,8 %. Saadun kationisoidun tärkkelyseet-terin substituutioaste oli 0,026. Tärkkelyspitoisuus oli 74 %. 3 paino-%risen tärkkelysliisterin viskositeetti oli 10 1450 mPa*s (mitattu Brookfield-viskometrillä lämpötilassa 20 °C pyörimisnopeudella 100 min'1).

Esimerkki 2 50 kg (0,2482 kmol) luontaista perunatärkkelystä (vesipitoisuus 19,5 %; liukenemattoman typen pitoisuus 15 0,008 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-5 li säyksen (1,006 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min. Sen jälkeen lisätään 5 min:n aikana 5,137 kg reagenssiliuosta, joka sisältää 1,054 kg 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammonium-kloridia, suuttimen kautta sekoituksen jatkuessa koko 20 ajan. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min ja täytetään varastosiilo. Kun seos on seisonut 16 tuntia lämpötilassa 20 eC, saannoksi saadaan 92,2 %, joka vastaa substituutioas-tetta 0,0258. 3 paino-%risen tärkkelysliisterin viskositeetti oli 56 mPa*s (mitattu Brookfield-viskometrillä läm-25 pötilassa 20 °C ja pyörimisnopeudella 100 min'1). 5 paino-%:sen tärkkelyssuspension pH-arvo oli 11,8.

Esimerkki 3 50 kg (0,2482 kmol) luontaista perunatärkkelystä (vesipitoisuus 19,5 %; liukenemattoman typen pitoisuus 30 0,008 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-3 li säyksen (0,403 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min. Sen jälkeen lisätään 5 minrn aikana 5,137 kg reagenssiliuosta, joka sisältää 1,054 kg 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammonium-kloridia, suuttimen kautta sekoituksen jatkuessa koko 35 ajan. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min ja täytetään varastosiilo. Kun seos on seisonut 3 päivää lämpötilassa 20 i 9 82839 eC, saannoksi saadaan 91,4 %, joka vastaa substituutioas-tetta 0,0256. 3 paino-%:isen tärkkelysliisterin viskositeetti oli 1800 mPa*s (mitattu Brookfield-viskometrillä lämpötilassa 20 °C ja pyörimisnopeudella 100 min'1)· 5 pai-5 no-%:sen tärkkelyssuspension pH-arvo oli 9,5.

Esimerkki 4 50 kg (0,2707 kmol) luontaista maissitärkkelystä (vesipitoisuus 12,2 %; liukenemattoman typen pitoisuus 0,035 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-2 li-10 säyksen (1,054 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min. Sen jälkeen lisätään 5 min:n aikana reaktioseos, joka sisältää 2,820 kg 3-kloori-2-hydroksipropyylitrimetyyliammoniumkloridia (65-%:inen), 1,300 kg natriumhydroksidia (30-%:inen) ja 2,893 kg vettä, suuttimen kautta sekoituksen jatkuessa 15 koko ajan. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min ja täytetään varastosiilo, jossa saadaan 24 tunnin seisomisen jälkeen lämpötilassa 20 °C typpianalyysin avulla substituutioas-teeksi 0,0323, joka vastaa saantoa 89,8 %.

Esimerkki 5 20 50 kg (0,2677 kmol) luontaista tapiokatärkkelystä (vesipitoisuus 13,2 %; liukenemattoman typen pitoisuus 0,004 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-2 lisäyksen (1,042 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min. Sen jälkeen lisätään 5 min:n aikana seos, joka sisältää 2,483 kg 2,3-25 epoksipropyylitrimetyyliammoniumkloridia (73,6-%:inen) ja 5,384 kg vettä. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min ja sen jälkeen täytetään varastosiilo, jossa saadaan 24 tunnin seisomisen jälkeen lämpötilassa 20 °C saannoksi 2,3-epok-sipropyylitrimetyyliammoniumkloridin suhteen laskettuna 30 88,8 %, joka vastaa substituutioastetta 0,0400.

Esimerkki 6 50 kg (0,2698 kmol) hajotettua maissitärkkelystä (liimapuristustärkkelystä), jonka vesipitoisuus on 12,5 % ja liukenemattoman tärkkelyksen pitoisuus on 0,040 %, lai-35 tetaan sekoittimeen. Kun on lisätty 1,050 kg aktivaattoria PC-2, sekoitetaan 5 min lämpötilassa 20 °C. Sen jälkeen 10 82839 lisätään suuttimen kautta sekoituksen koko ajan jatkuessa 5 min:n aikana 1,001 kg 2,3-epokosipropyylitrimetyyliammo-niumkloridiliuosta (73,6-%:inen, 0,00486 kmol) ja 5,817 kg vettä ja jatketaan sekoitusta vielä 10 min. Kun seos sei-5 soi sen jälkeen 24 tuntia varastosiilossa lämpötilassa 20 °C, saatiin reaktion saannoksi 87,5 %, joka vastaa substi-tuutioastetta 0,0158.

Esimerkki 7

Jatkuvatoimiseen läpivirtaussekoittimeen lisätään 10 200 kg (1,0805 kmol) luontaista vehnätärkkelystä (vesipi toisuus 12,4 % ja liukenemattoman typen pitoisuus 0,023 %), 6678 kg 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammoniumkloridia (73,6 % vaikuttavaa ainetta, 0,0324 kmol), 20,854 kg vettä ja 3,154 kg aktivaattoria PC-1 yhtäjaksoisesti yhden 15 tunnin aikana ja siirretään keskimääräisen viipymäajan 10 - 60 s kuluttua varastosiiloon. Kun seos on seisonut 24 tuntia lämpötilassa 20 °C, typpipitoisuudeksi saadaan tärkkelyksen suhteen (atro) laskettuna 0,226 %, joka vastaa reaktion saantoa 89,3 %.

20 Esimerkki 8 100 kg (0,5208 kmol) luontaista perunatärkkelystä (vesipitoisuus 15,55 %; liukenemattoman typen pitoisuus 0,010 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-2 lisäyksen (1,351 kg) ja kalsiumhydroksidin lisäyksen (0,657 25 kg, 97-%:inen) jälkeen sekoitetaan 5 min ja sen jälkeen lisätään 5 min:n aikana 15,028 kg 21,5-%:ista 3-kloori-2-hydroksipropyylitrimetyyliammoniumkloridia (0,0172 kmol) sekoituksen jatkuessa koko ajan. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min ja täytetään varastosiilo. 7 päivän seisomisen 30 jälkeen lämpötilassa 20 °C saadaan reaktion saannoksi 92,8 %, joka vastaa substituutioastetta 0,0309.

Esimerkki 9 50 kg (0,2482 kmol) luontaista perunatärkkelystä (vesipitoisuus 19,5 %; liukenemattoman typen pitoisuus 35 0,008 %) laitetaan sekoittimeen. Aktivaattorin PC-2 li säyksen (0,644 kg) jälkeen sekoitetaan 5 min. Sen jälkeen 11 82839 lisätään 5 min:n aikana 13,068 kg 2,3-epoksipropyylitri-metyylianunoniumkloridia (70,3-%:inen) sekoituksen jatkuessa koko ajan. Sekoitusta jatketaan vielä 10 min. 24 tunnin seisomisen jälkeen lämpötilassa 20 °C (siilo) typpi-5 pitoisuudeksi saatiin 1,382, joka vastaa substituutioas-tetta 0,187. Saannoksi saatiin 76,6 %. Näin saatu tärkkelys liukenee kylmään veteen.

Esimerkki 10

Keksinnön mukaisesti valmistetuissa tärkkelyksissä 10 ei ole karkeaa ainesta, ja niitä voidaan käyttää sen vuoksi ilman jatkokäsittelyä (seulonta). Hiukkaskokojakauma ei muutu käytännöllisesti katsoen lainkaan. Tämä tarkoittaa samalla sitä, että kesken oleva kationisointireaktio voi tapahtua loppuun esim. lähetyspakkauksessa.

15 (Reagenssi: 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammonium- kloridi, l-paino-% Ca(0H)2, 0,5 paino-% piihappoa)

Perunatärkkelys_Hiukkauskoko j akauma_ käsittelemätön, luontainen >100 pm 0,5 % <100 pm 99,5 % 20 kationisoitu (DS 0,040) lämpötilassa 20 °C >100 pm 0,6 % <100 pm 99,4 % 40 °C >100 pm 1,0 % <100 pm 99,0 % 50 eC >100 pm 2,9 % <100 pm 97,1 % 80 °C >100 pm 10,3 % <100 pm 89,7 % 25

Esimerkki 11

Keksinnön mukaisesti voidaan saada aikaan tärkke-lysliisterin viskositeetin muutos substituutioasteen ollessa vakio: 30 Perunatärkkelys (DS 0,026)

Tuote esi- Aktivaattori Tärkkelysliisterin (3-%:nen) merkistä_viskositeetti (20 °C)_ 3 1,0 % PC-3 1800 mPa*s 35 1 1,6 % PC-2 1450 mPa-s kuten 1, mutta 2,1 % PC-4 600 mPa*s 2 2,5 % PC-5 56 mPa*s i2 82839

Esimerkki 12

Keksinnön mukaisilla menetelmillä kationisoiduilla tärkkelyksillä on erinomaiset retentioarvot. Nämä mitataan DDJ-testin avulla aineen suspensiosta, joka sisältää 5 3 g/1 selluloosaa (50 % pyökkisulfiittiselluloosaa, 10 % kuusisulfiittiselluloosaa ja 40 % kuusisulfaattiselluloo-saa) 21 °SR ja 2 g/1 täyteainetta (China Clay). (D.W.Zunker, A.F.Breazeale, Tappi 66 (11), (1983) 37, K.W.Britt, J.E.Unbehend, Tappi 59 (2), (1976) 67, 10 D.Abson, D.F.Brooks, Tappi 68 (1) (1985) 76).

DDJ-testi (Dynamic Drainage Jar) Tärkkelystyyppi Lisäys (%) Hieno- ja täyteaine 15 (kiintoaineen suodoksessa retentio _suhteen)_(g)_(%) ilman tärkkelystä 0,149 0 luontainen peruna- 0,2 0,145 3 tärkkelys 0,5 0,149 0 20 kationinen perunatärkkelys (DS 0,031) 0,2 0,026 83 (esimerkki 8) 0,5 0,008 95 kationinen perunatärkkelys (DS 0,026) 0,2 0,054 64 25 (esimerkki 1) 0,5 0,022 85 1,0 0,004 97 Tämän testin ja paperikoneen olosuhteiden välillä on hyvä korrelaatio.

30 Esimerkki 13

Lisäämällä 0,5 paino-% 3-kloori-2-hydroksipropyy-lidimetyylietanoliammoniumkloridia kationisointireagens-siin 3-kloori-2-hydroksipropyylitrimetyyliammoniumklori-diin tai 2,3-epoksipropyylitrimetyyliammoniumkloridiin 35 tärkkelysliisterin viskositeettia voidaan oleellisesti i3 82839 kohottaa, mikä saa aikaan paperiteollisuudessa käytettäessä lopputuotteen oleellisesti parempia retentioarvoja ja parantuneita ominaisuuksia.

5 Perunatärkkelys DS 0,026 Viskositeetti

Reagenssi (3-%:nen liisteri)

_80 °C 20 °C

2,3-epoksipropyylitrimetyyliammonium- 153 mPas 918 mPas kloridi 10 + 0,5 % 3-kloori-2-hydroksipropyyli- 284 mPas 1450 mPas etanoliammoniumkloridia

Kationisointi suoritetaan lämpötilassa 20 °C käyttämällä lisäksi 1,6 paino-% aktivaattoria PC-2.

15 Esimerkki 14 (perunatärkkelys, teor. DS 0,049)

Lisäämällä kationisoinnin yhteydessä piihappoa saadaan parempi reaktion saanto.

Saanto 6 päivän Virtauskäyttäytyminen 20 _kuluttua (20 °C)_ ilman KS 91,4 % epätyydyttävä (ei valu 18 mm aukosta) 0,50 % KS 93,9 % erittäin hyvä (valuu 2,5 mm aukosta) 25 (Valutusastiat: sisähalkaislja 90 mm, korkeus 42 mm) KS: spraykuivattu piihappo, 190 m2/g

Claims (10)

1. Menetelmä tärkkelyksen kuivakationisoimiseksi, antamalla tärkkelyksen reagoida kaavan (I) tai (II) mu- 5 kaisten alkylideeniepoksidien kanssa, C H — C H — ( C H - ) —N^R1 \?0/ 2" -R2 (I) tai Φ /R1

10 CH,— CH-—(CH,) —N —R, X® \2 / 2 n \ 2 X0X XR3 (II) jossa n on 1, 2 tai 3, Rlf R2 ja R3 ovat samanlaisia tai 15 erilaisia alkyyliryhmiä, joissa on 1 - 4 hiiliatomia, tai R: on bentsyyliryhmä, ja X- on kloridi, bromidi, sulfaatti tai asetaatti, emäksisessä väliaineessa veden läsnäollessa, tunnettu siitä, että reaktio suoritetaan lämpötilassa 5 - 40 °C hienojakoisen piihapon läsnäollessa, 20 jolloin hienojakoisen piihapon määrä on 0,02 - 2,0 paino-%, laskettuna reaktioseoksen kokonaismäärästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seos, joka sisältää tärkkelystä, emäksisesti vaikuttavaa hydroksidia tai oksidia, piihappoa 25 ja alkylideeniepoksidia, homogenisoidaan tehosekoittimessa 20 s:n - 25 min:n ajan, minkä jälkeen seos siirretään ja sen annetaan reagoida loppuun tähän tarkoitukseen varatussa varastosäiliössä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n-30 n e t t u siitä, että kationisointi suoritetaan niin, että läsnä on kaavojen I tai II mukaisten epoksidien suhteen laskettuna 0,5-5 paino-% yhdistettä, joka vastaa seuraavia kaavoj a 35 is 82839 ®/CH3 C^2“5H~CH2~\~CH3 χθ (HI) ^c2h5oh 5 , - ®/CH3 tai CH2— CH— CH2— n— CH3 OAc^ (IV) Xo/ Xc1?H25 ©/CH3 0 10 tai CH2—CH—CH2—N-CH (V) 'θ' Νχ0Η2- ζο) joissa X" on kloridi, bromidi, sulfaatti tai asetaatti (Ac).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että käytetään jauhemaista seosta, joka sisältää piihappoa, emäksisesti vaikuttavaa hydroksidia tai oksidia ja mahdollisesti vettä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mene- 20 telmä, tunnettu siitä, että käytetään hienojakois ta hydrofiilistä piihappoa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hienojakoista hydrofobista piihappoa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että tehosekoittimena käytetään auravannassekoitinta.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tehosekoittimena käy- 30 tetään läpivirtauskostutussekoitinta.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaisessa menetelmässä käytettävä jauhemainen seos, tunnettu siitä, että se sisältää 10 - 50 paino-% hydrofiilistä piihappoa tai hydrofiilisen ja hydrofobisen piihapon 35 seosta ja 50 - 90 paino-% kalsiumhydroksidia tai -oksidia. ie 82839

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen jauhemainen seos, tunnettu siitä, että se sisältää 10 - 50 paino-% hydrofiilisen ja hydrofobisen piihapon seosta ja 50 - 90 paino-% kalsiumhydroksidia tai -oksidia, jolloin 5 piihapposeos sisältää korkeintaan 20 % hydrofobista pii-happoa. 17 82839