阅读说明：本技术 一种速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的制备方法 (Preparation method of instant carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose pulp ) 是由 范雪荣 吴燕 高卫东 徐进 荣瑞萍 汤健 于 2019-11-02 设计创作，主要内容包括：一种速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的制备方法,利用羧甲基淀粉或羧甲基纤维素中含有大量反应性活泼的羟基,与加入的乙二醛发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛,直接制备速溶性非常好的速溶型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素,解决羧甲基淀粉和羧甲基纤维素在纺织上浆投料溶解过程中易结块、结团,溶解速度慢、溶解不完全的问题。本发明在制备过程中所加入的乙醇通过蒸馏充分回收利用、成本低、不污染环境,所制备的半缩醛型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素中的半缩醛不稳定,在溶解时会发生逆反应,重点生成羧甲基淀粉或羧甲基纤维素,产品的性能不受影响,具有溶解速度快、溶解效率高等诸多优点,溶解速率是常规羧甲基淀粉和羧甲基纤维素的数十倍。(A method for preparing instant carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose pulp, which utilizes the nucleophilic addition reaction of a large amount of reactive and active hydroxyl contained in carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose and added glyoxal to generate unstable hemiacetal, directly prepares instant carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose with good instant solubility, and solves the problems of easy caking and agglomeration, low dissolution speed and incomplete dissolution of carboxymethyl starch and carboxymethyl cellulose in the process of feeding and dissolving sizing for textile. The ethanol added in the preparation process is fully recycled by distillation, the cost is low, the environment is not polluted, the hemiacetal in the prepared hemiacetal carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose is unstable, reverse reaction can occur during dissolution, the carboxymethyl starch or carboxymethyl cellulose is mainly generated, the performance of the product is not affected, and the preparation method has the advantages of high dissolution speed, high dissolution efficiency and the like, wherein the dissolution speed is tens of times of that of the conventional carboxymethyl starch and carboxymethyl cellulose.)

一种速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的制备方法

技术领域

本发明属于纺织经纱上浆技术领域，具体涉及一种利用乙二醛与羧甲基淀粉或羧甲基纤维素上的羟基在乙醇溶液中发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛制备速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的方法。

背景技术

经纱上浆是纺织品生产的关键工序，其上浆质量直接影响到织造效率。而经纱的上浆质量主要取决于浆料的组成和配比，特别是浆液的粘附性能。羧甲基淀粉和羧甲基纤维素具有水溶性好，对棉、粘胶等纤维素纤维的粘附性能好等优良的上浆性能，是一类非常重要的纺织浆料。

但羧甲基淀粉和羧甲基纤维素由于水溶性非常好，以及具有很大的表面活性作用，遇水就结团，一旦投入到冷水或热水中溶解时，表面的羧甲基淀粉和羧甲基纤维素就发生溶解、结团，把未溶解的羧甲基淀粉和羧甲基纤维素包覆在团块内部，而一旦结团，溶解就很困难。生产上为了解决羧甲基淀粉和羧甲基纤维素的溶解问题，在配制使用时，需提前加水浸润放置一天，待羧甲基淀粉和羧甲基纤维素透明后再加水溶解，但有时仍不能均匀溶解，配制时间既长，溶解又不完全，影响产品质量，满足不了生产要求。

生产上也研究过其它提高羧甲基淀粉和羧甲基纤维素速溶性的方法，如使用浓度为60%以上的乙醇溶液浸泡一段时间，然后再加水搅拌溶解至所需浓度。但这种方法一方面需要较高浓度的乙醇溶液，乙醇的浓度低解决不了速溶问题，而且需要用羧甲基淀粉和羧甲基纤维素量7-8倍上述浓度的乙醇浸泡,生产上很不经济，会增加成本。另一方面这种方法也没有解决生产上即时使用的问题。

生产中还有采用加入99%浓度的甘油溶液浸润分散羧甲基淀粉和羧甲基纤维素，甘油浸润液的用量一般为羧甲基淀粉和羧甲基纤维素量的6-8倍。或者先用80%-95%的甘油溶液浸润分散，然后再在浸润液中加入浓度25%-75%的甘油溶液溶解。这种方法也同样存在成本高和需要浸润分散一定时间接再溶解，不能即时溶解使用的问题，而且加入的甘油会影响最终产品的使用性能。

发明内容

发明目的：本发明是在羧甲基淀粉或羧甲基纤维素的制备过程中，利用羧甲基淀粉或羧甲基纤维素中含有大量反应性活泼的羟基，与加入的乙二醛发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛，直接制备速溶性非常好的速溶型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素，解决羧甲基淀粉或羧甲基纤维素在溶解过程中易结块、结团，溶解速度慢、溶解不完全的问题。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的制备方法，

按照常规方法制备羧甲基淀粉或羧甲基纤维素，采用醇/水溶液将其洗涤至中性，加入羧甲基淀粉或羧甲基纤维素质量100%-150%、浓度85%以上的乙醇，搅拌、混合均匀，然后加入羧甲基淀粉或羧甲基纤维素质量5%-20%的乙二醛、0.3%-1.2%的潜在酸性催化剂，升温至35-55℃，缓慢搅拌反应30-90min，蒸馏回收乙醇，即制得速溶型的羧甲基淀粉或羧甲基纤维素。

所述羧甲基淀粉的取代度为0.10-0.90，羧甲基纤维素的取代度为0.50-1.20。

所述乙二醛的加入量为羧甲基淀粉或羧甲基纤维素质量的8%-18%。

所述潜在酸性催化剂为氯化镁或三氯化铝。

所述潜在酸性催化剂的加入量为羧甲基淀粉或羧甲基纤维素质量的0.5%-1.0%。

制备速溶性羧甲基淀粉或羧甲基纤维素浆料的反应温度为40-50℃，反应时间为45-75min。

羧甲基淀粉或羧甲基纤维素采用半干法制备。称取玉米淀粉或木浆纤维素100g，放入捏和机内，加入30g无水乙醇。先通氮气，于室温下喷入25g浓度为40%的氢氧化钠溶液，30℃条件下碱化60min。然后，再喷入16g浓度为75%的一氯醋酸钠溶液，升温至40℃时反应约3小时。反应完成后用稀盐酸溶液调整体系pH为6.5-7.2。然后将温度升到５0℃，在此期间通氧气，控制速度使反应物的水份降到9%-12%。冷却到室温，即得取代度为0.5左右的羧甲基淀粉或羧甲基纤维素。

其它取代度的羧甲基淀粉或羧甲基纤维素的制备，可以参考上述方法。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明是在羧甲基淀粉或羧甲基纤维素的制备过程中，利用羧甲基淀粉或羧甲基纤维素中含有大量反应性活泼的羟基，在乙醇介质中，与加入的乙二醛发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛，直接制备速溶型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素，解决羧甲基淀粉或羧甲基纤维素在溶解过程中易结块、结团，溶解速度慢、溶解不完全的问题；本发明在制备速溶型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素过程中所加入的乙醇介绍在制备完成后可通过蒸馏充分回收利用，不会对环境造成不利影响，也不会显著增加成本；羧甲基淀粉或羧甲基纤维素与乙二醛反应生成半缩醛的反应是可逆反应，产值半缩醛是不稳定的，在溶解的时间，半缩醛会发生水解反应重新生成原来的羧甲基淀粉或羧甲基纤维素和乙二醛，产品的性能不受影响；本发明制备速溶型羧甲基淀粉或羧甲基纤维素可直接溶解，不需要浸泡，简化了生产工序，缩短了溶解时间，提高了生产效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

利用乙二醛与羧甲基淀粉上的羟基在乙醇溶液中发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛制备速溶性羧甲基淀粉。

按照常规方法制备取代度0.5的羧甲基淀粉，用醇/水溶液洗涤至中性。取所制备的取代度0.5的羧甲基淀粉1000g(绝干重)，加入1500mL浓度92%的乙醇，搅拌、混合均匀。再分别加入60g、90g、120g、150g乙二醛和对羧甲基淀粉重0.5%的氯化镁，在45℃反应60min。蒸馏回收乙醇。取出产品，在80℃下烘干3h，分别得到速溶型羧甲基淀粉(编号分别为A、B、C、D)。

取四个1000mL 烧杯，各放入800mL。同时，同时分别加入A 、B 、C、D四种所制备心速溶性羧甲基淀粉和常规方法制备的取代度0.5的羧甲基淀粉40g，配成浓度5%的溶液，搅拌，记录溶解时间，结果见表1。

表1 速溶型羧甲基淀粉的溶解时间

样品	普通羧甲基淀粉	A	B	C	D
						溶解时间(min)	230	12	9	7	13

由表1可见，所制备的溶性羧甲基淀粉的溶解速率显著高于普通的羧甲基淀粉，其溶解速度可提高17-33倍。

实施例2

利用乙二醛与羧甲基纤维素上的羟基在乙醇溶液中发生亲核加成反应生成不稳定的半缩醛制备速溶性羧甲基纤维素。

按照常规方法制备取代度0.9的羧甲基纤维素，用醇/水溶液洗涤至中性。取所制备的取代度0.9的羧甲基纤维素1000g(绝干重)，加入1200mL浓度88%的乙醇，搅拌、混合均匀。再分别加入75g、100g、125g、150g乙二醛和对羧甲基纤维素重0.8%的三氯化铝，在48℃反应70min。蒸馏回收乙醇。取出产品，在80℃下烘干3h，分别得到速溶型羧甲基纤维素(编号分别为E、F、G、H)。

取四个1000mL 烧杯，各放入800mL。同时，同时分别加入E、F、G、H四种所制备心速溶性羧甲基纤维素和常规方法制备的取代度0.9的羧甲基纤维素50g，配成浓度6.25%的溶液，搅拌，记录溶解时间，结果见表2。

表2 速溶型羧甲基纤维素的溶解时间

样品	普通羧甲基纤维素	E	F	G	H
						溶解时间(min)	560	21	15	12	18

由表2可见，所制备的溶性羧甲基纤维素的溶解速率显著高于普通的羧甲基纤维素，其溶解速度可提高26-47倍。

本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。