NO161502B - Fremgangsmaate ved fremstilling av kationisk stivelse. - Google Patents

Fremgangsmaate ved fremstilling av kationisk stivelse. Download PDF

Info

Publication number
NO161502B
NO161502B NO85853874A NO853874A NO161502B NO 161502 B NO161502 B NO 161502B NO 85853874 A NO85853874 A NO 85853874A NO 853874 A NO853874 A NO 853874A NO 161502 B NO161502 B NO 161502B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
weight
starch
metal oxide
reaction mixture
reaction
Prior art date
Application number
NO85853874A
Other languages
English (en)
Other versions
NO161502C (no
NO853874L (no
Inventor
Emmett L Tasset
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of NO853874L publication Critical patent/NO853874L/no
Publication of NO161502B publication Critical patent/NO161502B/no
Publication of NO161502C publication Critical patent/NO161502C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/08Ethers
    • C08B31/12Ethers having alkyl or cycloalkyl radicals substituted by heteroatoms, e.g. hydroxyalkyl or carboxyalkyl starch
    • C08B31/125Ethers having alkyl or cycloalkyl radicals substituted by heteroatoms, e.g. hydroxyalkyl or carboxyalkyl starch having a substituent containing at least one nitrogen atom, e.g. cationic starch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

Fremstillingen av kationisk stivelse er en velkjent teknisk prosess. Den basiske vannoppslemmingsprosessen for kvaternering av stivelse som anvender reaksjonsproduktet av epiklorhydrin og et amin er beskrevet i US patent nr. 2.87 6.217. Det er også beskrevet at i en slik prosess bør et alkalimetall-salt, f.eks. NaCl eller NaS04, anvendes for å forhindre gelatinering. Stivelsen er normalt oppslemmet i vann med en tørrvekt fra ca. 10 til 4 2 %. Reaksjonstiden er generelt fra 12 til 20 timer, oppslemmingen holdes på en pH mellom 11 og 12 og temperaturen må være lav for å forhindre gelatinering under prosessen, generelt fra romtemperatur opp til 50°C. Reaksjonsproduktet må deretter nøytraliseres og vaskes for å fjerne salter. Ifølge beskrivelsen i US patent nr. 3.422.087 kan kationiske stivelsesprodukter fremstilles uten alkali og ved mye høyere temperaturer enn normalt, opp til tett under 200°C, hvilket er bruningstemperaturen for polysakkaridet.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangmåte ved fremstilling av kationisk stivelse hvor en kvaternær halogenhydrin-aminforbindelse omsettes med en stivelse i en alkalisk, vandig oppslemming ved et innhold av tørt stivelsesfaststoff på minst 40 vektprosent, hvor
1) reaksjonen igangsettes ved at det tilsettes et alkalimetalloksyd eller -hydroksyd til reaksjonsblandingen i en mengde på fra 0,35 til 1,2 vektprosent beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt ved en temperatur på 3 5 til
60°C, og
2) det deretter tilsettes fra 0,15 til 0,8 vektprosent jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd (beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt) for å fullføre reaksjonen i løpet av 4 til 14 timer, hvorved det ved den øvre delen av temperaturområdet tilsettes fra 0,5 til 2 vektprosent gelatineringsinhibitorsalt beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt før tilsetningen av jordalkalimetalloksydet.
Bruken av en kombinasjon av et alkalimetalloksyd eller
-hydroksyd og et jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd som katalysatorer i en bestemt rekkefølge i reaksjonen for fremstilling av kationisk stivelse, reduserer viskositeten og
tillater bruk av fast stivelse opp til 46 prosent, hvilket fører til et sterkt forbedret utbytte av ønsket produkt sammenlignet med bruk av enten et alkalimetalloksyd eller -hydroksyd, eller et jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd alene. Når kvaternært halogenhydrinamin omsettes med alkalimetalloksyd eller -hydroksyd, dannes en epoksygruppe fra halogenhydringruppen. Katalysatoren i foreliggende oppfinnelse er en kombinasjon av et alkalimetalloksyd eller -hydroksyd og et jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd anvendt i rekkefølge, idet sistnevnte tilsettes etter at reaksjonen er igangsatt av førstnevnte. Alkalimetalloksydet eller hydroksydkatalysatoren anvendes i en konsentrasjon på fra 0,35 til 1,2 vektprosent, og fortrinnsvis fra 0,6 til 1,0 prosent, mens jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd anvendes i en konsentrasjon fra 0,15 til 0,8 vektprosent, fortrinnsvis fra 0,8 til 0,6 prosent. Bruken av mindre enn den angitte mengde av hver katalysator vil gi lavere utbytter, og i tilfelle av for lite kalktilsetning, kan gelatinering forekomme. For mye av hver er uøkonomisk, og blanding av oppslemmingen av reaktanter blir vanskelig med for mye jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd, og filtrering er vanskelig med for mye alkalimetalloksyd eller -hydroksyd. Fortrinnsvis er alkalimetallet natrium eller kalium og jord-alkalimetallet er kalsium eller barium. Fortrinnsvis har det kvaternære halogenhydrinaminet formelen
X er klor eller brom, R<1>, R<2> og R<3> er uavhengig valgt fra gruppen rettkjedede eller forgrenede C^- C^- alkylrester med det forebehold at totalantallet av karbonatomer i R<1>, R<2> og R<3> ikke overskrider 8, og n er 1-3. Således omsettes f.eks. stivelse med 3-klor-2-hydroksypropyltrimetylammoniumklorid ifølge fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse ved å anvende en vandig stivelsesoppslemming på 40 til 46 vektprosent tørr stivelse med fra 2 til 4 vektprosent 3-klor-2-hydroksypropyl-trimetylammoniumklorid i nærvær av 0,5 til 2,0 vektprosent av en gelatineringsinhibitor, alt basert på den totale reaksjons-blanding. Ved lavere temperaturer som reduserer gelatinerings-hastigheten, kan anvendelsen av en gelatineringsinhibitor utelates, men for å korte reaksjonstiden bør temperaturen økes og en gelatineringsinhibitor brukes. Selv ved lavere temperaturer foretrekkes det å bruke en gelatineringsinhibitor, da denne i seg selv øker reaksjonshastigheten.
Under 4 0 prosent stivelse i oppslemmingen blir utbyttene uakseptabelt lave, mens over 46 prosent blir omrøringen av reaktantene vanskelig, og gelatinering vil lett forekomme. Når det kationiske reagens anvendes i mindre enn den nedre operable grense, blir produktet mindre virksomt som papiradditiv. Mer enn den angitte operable grense er uøkonomisk og gir ingen ytterligere fordel. Mer enn den operable grense for gelati-ner ingsinhibitorer er likeledes uøkonomisk og gir ingen ytterligere fordel.
Reaksjonstiden er som forut nevnt, fra 4 til 14 timer, avhengig av temperaturen, og fortrinnsvis fra 7 til 10 timer. Temperaturer i områdene fra 35 til 60°C anvendes som tidligere nevnt, og fortrinnsvis fra 45 til 35°C.
Utbyttene i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er fra 70 til 85 prosent. Dette kan sammenlignes med utbytter i området 55 til 60 prosent fra kjent tidligere praksis. I tillegg til utbyttefordelen oppnås korte reaksjonstider og reduksjon av avfallsutløp.
Selv om maisstivelse anvendes i de følgende eksemplifiser-ende eksperimenter, kan også hvete, ris, potet og (voksaktige) maisstivelser anvendes i foreliggende oppfinnelse.
Egnede gelatineringsinhibitorer er f.eks. Na2S04, NaCl, KC1, K2SO4, Na2C03 og K2C03. Sulfatene foretrekkes.
Etter at reaksjonen er fullstendig, nøytraliseres den resulterende kationiske stivelse normalt med en syre, så som f.eks. saltsyre, sitronsyre, salpetersyre, fosforsyre eller adipinsyre til en nøytral pH eller lavere, normalt ca 6. Etter nøytralisering filtreres som regel produktet og vaskes. Det erholdte produkt tørkes normalt før bruk.
De følgende eksperimenter er representative for oppfinnelsen og for teknikkens stand til sammenligning.
Eksempel 1 til 12 oet sammenliqninqsforsøk A til D
I eksempel 1 ble en 500 ml rundkolbe utstyrt med rører og plassert i et 50°C konstant temperaturbad. Til kolben satte man 15,4g av en 50 prosent løsning av 3-klor-2-hydroksypropyl-trimetylammoniumklorid pluss en kaustisk løsning laget av 2g NaOH fortynnet med 97g vann. Innholdet ble rørt og etter dannelse av epoksydet som ble bestemt ved et fall av pH fra 13,2 til 12,3 (ca. 2 min.), ble 121,74g maisstivelse blandet med 2,7g Na2S04 tilført apparaturen ved en hastighet som sikret jevn dispersjon (10-15 min.). Denne blandingen ble oppvarmet under røring i 50°C i 10 min., i løpet av hvilken tid pH falt til ca. 10. Så ble en oppslemming av lg CaO i 3g vann tilsatt og pH øket fra 10,0 til 11,4. Blandingen av reaktanter ble holdt på den temperaturen under røring i 8 timer. På slutten av denne reaksjonstiden ble 10 ml vann helt inn for ytterligere å redusere viskositeten. Så ble pH senket til 6,5 ved nøytral-isering med IN HC1. Stivelsesoppslemmingen ble filtrert og vasket fire ganger med 100 ml mengder vann. Et nitrogeninnhold på 0,463 prosent ble oppnådd for denne satsen, hvilket var et 79 prosent utbytte basert på 3-klor-2-hydroksypropyltrimetyl-ammoniumklorid-reaktanten.
Ekempel 2 til og med 12 og sammenligningsseriene A til og med D ble utført på lignende måte. Tilsetningsrekkefølgen (unntatt hvor angitt) var alltid (1) natriumhydroksyd, (2)
vann, (3) kvaternært klorhydrinaminsalt, (4) stivelse + saltinhibitor og (5) kalsiumoksyd.
Temperaturen ved hvilken reaksjonene ble utført var: Eksempel 2-6 og sammenligningssats D: (45°C);
eksempel 7-12 og sammenligningssats A til og med C: (50°C). Reaksjonstiden var alltid 8 timer.
Katalysatormengdene (a) av NaOH og (b) CaO er angitt for hvert eksempel og sammenligningssats såvel som mengdene av kvaternært salt (kvat), vann, stivelse og inhibitorsalt (Na2S04).
Alle prøver ble nøytralisert til pH 6 ved slutten av reaksjonen, filtrert og vasket fire ganger med 100 ml eller 10 ml vann, avhengig av satsens størrelse. Utbyttet ble målt ved økningen av nitrogen i Kjeldahl-analysemetoden.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av kationisk stivelse hvor en kvaternær halogenhydrin-aminforbindelse omsettes med en stivelse i en alkalisk, vandig oppslemming ved et innhold av tørt stivelsesfaststoff på minst 40 vekt%, karakterisert ved at 1) reaksjonen igangsettes ved at det tilsettes et alkalimetalloksyd eller -hydroksyd til reaksjonsblandingen i en mengde på fra 0,35 til 1,2 vekt% beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt ved en temperatur på 35 til 60°C, og 2) det deretter tilsettes fra 0,15 til 0,8 vekt% jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd (beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt) for å fullføre reaksjonen i løpet av 4 til 14 timer, hvorved det ved den øvre delen av temperaturområdet tilsettes fra 0,5 til 2 vekt% gelatineringsinhibitorsalt beregnet på reaksjonsblandingens totalvekt før tilsetningen av j ordalkalimetalloksydet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som alkalimetall anvendes natrium eller kalium, og som jordalkalimetall kalsium eller barium.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at stivelsen anvendes i en mengde på opptil 46 vekt% av reaksjonsblandingen.
NO85853874A 1984-08-02 1985-10-01 Fremgangsmaate ved fremstilling av kationisk stivelse. NO161502C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US1984/001222 WO1985003710A1 (en) 1984-08-02 1984-08-02 A process for making cationic starch

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO853874L NO853874L (no) 1985-10-01
NO161502B true NO161502B (no) 1989-05-16
NO161502C NO161502C (no) 1989-08-23

Family

ID=22182219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO85853874A NO161502C (no) 1984-08-02 1985-10-01 Fremgangsmaate ved fremstilling av kationisk stivelse.

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS60502211A (no)
BR (1) BR8407276A (no)
DK (1) DK430985D0 (no)
FI (1) FI73227C (no)
NO (1) NO161502C (no)
WO (1) WO1985003710A1 (no)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1079098C (zh) * 1998-04-13 2002-02-13 中国科学院广州化学研究所 预糊化法制造冷溶性颗粒状阳离子淀粉的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA699937A (en) * 1964-12-15 E. Fisher Earl Amylose suspensions
CA715566A (en) * 1965-08-10 F. Paschall Eugene Quaternary ammonium starch ether flocculating agents
US2876217A (en) * 1956-12-31 1959-03-03 Corn Products Co Starch ethers containing nitrogen and process for making the same
US3422087A (en) * 1965-03-08 1969-01-14 Philip D Caesar Process for forming cationic polysaccharide ethers and product
US4127563A (en) * 1977-06-29 1978-11-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Low pH preparation of cationic starches and flours
DE2949886A1 (de) * 1979-12-12 1981-06-19 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung kationischer staerkeaether

Also Published As

Publication number Publication date
DK430985A (da) 1985-09-23
FI73227B (fi) 1987-05-29
FI73227C (fi) 1987-09-10
NO161502C (no) 1989-08-23
BR8407276A (pt) 1986-01-21
FI853659A0 (fi) 1985-09-24
JPS60502211A (ja) 1985-12-19
WO1985003710A1 (en) 1985-08-29
NO853874L (no) 1985-10-01
FI853659L (fi) 1986-02-03
JPS6211001B2 (no) 1987-03-10
DK430985D0 (da) 1985-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4838944A (en) Degradation of granular starch
RU2309162C2 (ru) Способ получения алкилгидроксиалкилцеллюлозы
JP5283294B2 (ja) アルキルヒドロキシアルキルセルロースの製造方法
CN101365725A (zh) 淀粉改性的方法
US6822091B1 (en) Oxidation of starch
EP0170743B1 (en) A process for making cationic starch
JPH0455418B2 (no)
US4094913A (en) Process for the preparation of 2,5-dichlorophenol
NO150275B (no) Organiske nitrogenholdige forbindelser og fremgangsmaate til deres fremsilling, samt anvendelse av forbindelsene i sjampo
NO161502B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av kationisk stivelse.
US4566910A (en) Starch phosphates and amphoteric starch phosphates
US2694072A (en) Continuous process for the
CN111718270B (zh) 一种双季铵盐中间体的合成方法
CA1223870A (en) Process for making cationic starch
US2614126A (en) Preparation of symmetrical trihydroxybenzene compounds
US4238421A (en) Production of hexanitrostilbene with pH control
US4065492A (en) Process for preparing aminonaphthalene derivatives in a titanium or titanium alloy reactor
EP0237279A2 (en) Process of preparing 1-methyl-3,5,7-triaza-1-azoniatricyclodecane halides
US3954810A (en) Process for the preparation of 4-bromonaphthalic acid anhydride
PL174569B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA)
US5688969A (en) Process for the preparation of thiophene-2-5-dicarboxylic acid and the dichloride thereof
SU433147A1 (no)
US1954469A (en) Process for making benzidine and other arylamines
US4542218A (en) Method of halogenating isocyanuric acid
JPH0768281B2 (ja) カチオン化澱粉の連続的製法