Спосіб отримання катіонованих крохмалів для виробництва паперу та картону

Спосіб отримання катіонованих крохмалів для виробництва паперу та картону, що включає обробку крохмалю епіхлоргідрином та аміном у водному середовищі, який відрізняється тим, що процес проводять у дві стадії з отриманням на першій стадії епоксипролілтриетаноламонійхлориду при взаємодії епіхлоргідрину та триетаноламіну, що відноситься до класу амінів, при температурі 20-25°С, та з катіонуванням крохмалю отриманим продуктом на другій стадії при температурі 85-90 С при співвідношенні крохмалю І епоксипропілтриетаноламонійхлориду 1.1 + 1:1,5. Корисна модель відноситься до способів модифікування крохмалів та отримання катіонованих продуктів модифікації, які широко використовуються у виробництві паперу та картону. Часто для модифікування крохмалів при отриманні катіонованих форм використовують аміни, формальдегід, епіхлоргідрин, хлоралкіламіни [Катионные крахмалы для бумажной промышленности / В.И.Полевая, А.Д.Мильштейн, В.П.Свительский и др.. // Целюлоза. Бумага. Картон. -1993. -№5. -С.14-17] Недоліками даних методів є використання токсичних речовин, таких як формальдегід, первинні, вторинні та третинні аміни Більшістю амінів є дорогими речовинами, які не виробляються на Україні, завозяться дрібними партіями і тому реалізуються по цінах значно вищими за ринкові. кул крохмалю та зниженням стійкості суспензії крохмалю у воді, підвищенням її в'язкості. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу модифікування крохмалів при отриманні катіонованих форм для виробництва паперу та картону з використанням четвертинної сполуки, що містить епоксидну групу, яка забезпечує зниження токсичності та підвищення стійкості суспензії крохмалю. Поставлена задача вирішується тим, що для отримання амонійної сполуки з епоксигрупою використовують епіхлоргідрин та триетаноламін. При їх взаємодії утворюється епоксипропілтриетаоламонійхлорид. Отримана амонійна сіль легко взаємодіє з крохмалем. Спосіб реалізується таким чином. До триетаноламіну додають розраховану кількість епіхлогідрину Суміш витримують при кімнатній температурі 3-5 діб. За цей час повністю проходить реакція кватернізації з утворенням кристалічної амонійної солі: о о Найбільш близькими по технічній суті до запропоновано] корисної моделі є спосіб отримання засобу для проклейки методом модифікування крохмалю епіхлорпдрином та амінами [Патент 186815 Нидерланды, МКИ 5 C08G59/10, C08G73/06 Apprefeermiddel, werkwijze voor het berelden van een appreleermiddel en werkwijze voor het apprefaren van papier. Заявл. 9.1.80; Опубл. 1.3.91.] Недоліком цього методу є послідовне використання епіхлоргідрину та амінів або конденсату диціанаміду з амінами. Останні продукти є токсичними та важкодоступними. Крім того, при послідовній обробці крохмалю епіхлоргідрином та амінами ідуть некеровані процеси, які супроводжуються поліконденсацією макромоле / \ / \ (1) CH ; -CH-CH ; CI+(HOCH ; CH;) 3 N -*- (HOCH2CH2)3N-CH2-CH-CH2CI Отриману речовину розчиняють у воді, доводять температуру до 90°С і при перемішування додають розраховану кількість крохмалю у вигляді суспензії у воді. Проходить реакція модифікації крохмалю: 00 9814 води із такою швидкістю, щоб температура суміші була в межах 85-90°С. Після завершення процесу отримали клей, який мав концентрацію по катіонованому крохмалю - бОг/л. Вміст азоту в крохмалі-3.46%. Приклад 2 До 16.9г триетаноламіну добавили при перемішуванні 10.5г епіхлоргідрину. Далі процес вели як у прикладі 1 Витрата кукурудзяного крохмалю 36.7г. Сумарна витрата води 1л Отримали клей із концентрацією катіонованого крохмалю - БОг/л. Вміст азоту в крохмалі - 1.73%. Приклад З Для оцінки ефективності модифікованих крохмалів їх використовували при виробництві паперу. Вміст крохмалів у композиціях складав 0 7, 1.0, 1.5% Для отримання зразків паперу використовували макулатурну масу із ступенем помолу 35°ШР Концентрація маси при помолі - 4%. Отримання зразків паперу проводили по стандартній методиці. Для порівняння використовували не модифікований кукурудзяний крохмаль, катіонний крохмаль ("Катіонаміл-8425") та сильнокатіонний крохмаль ("Церезан"). Результати приведено в таблиці. О (2) (HOCH 2 CH 2 ) 3 N + CH r CH-CH 2 C|-+R-OH-^ + - * - ROCH2CH(OH)CH2N (CH2CH2OH)3C|R-OH+HOCH2N+H3CI -»ROCH2N*H3Cr (3) де R - С 6 Н 9 О 4 (залишок Д-глюкозної одиниці). При проведенні реакції (3) до розчину хлор гідрату оксиметиламіну, рН якого після розкладу утротропину досягає 4-5. при температурі 8090°С та перемішуванні додавали суспензію крохмалю в холодній воді Після змішування реагентів одержували розчин модифікованого крохмалю з концентрацією 60г/дм 3 , який готовий до використання Для підтвердження технічного результату були проведені слідуючи досліди: Приклад 1 До 23 1г триетаноламіну добавили 14.4 епіхлоргідрину. Суміш витримали при кімнатній температурі 3-5 діб. Після того як суміш епоксипропілтриетаноламонійхлорид закристалізувалась до неї добавили 800мл води. При нагріванні температуру суміші підняли до 90°С і добавили до неї суспензію 25.2г кукурудзяного крохмалю в 200мл Комп'ютерна верстка Н Лисенко Опір розташуванню, Н Міцність ч.п.п. Абсолютний опір протискуванню, кПа Руйнуюче зусилля на стискування кільця, Н Час зневоднення, с 63.1 64.8 66 8 72.1 69.9 76.7 81.7 69.2 88.3 89 7 70.4 77.5 79.4 70.9 83.4 89.3 60 7 61.0 66.0 73.5 68 0 69 5 91.2 69.0 80.1 101.9 68.7 76.4 93.5 69.7 78.7 96.3 181.1 183.5 193.1 202.5 193 5 212.4 219.9 199.4 210.5 224.7 197 4 2156 220.4 205.6 218.3 230.3 117.6 130 2 134.3 140.1 136.2 141.5 150.7 139 6 149.5 160.9 130.4 137.5 148.4 132 4 145.8 153 4 35 44 47 58 46 72 79 58 77 84 72 73 76 71 75 85 2.75 2.91 2.94 3.00 3.06 3.21 3.42 3.12 3.31 3 62 3.03 3.32 3.49 3.07 3.24 3.56 199.4 210.2 215.0 219.8 221 4 234.3 268.0 234.3 243.9 274.4 218.8 222.4 261.1 232.4 241.5 275 6 13 12 12 13 12 12 12 13 12 12 12 13 13 12 12 13 сч 2 та о та 192 190 191 189 191 192 188 189 191 190 191 189 192 188 192 191 Підписне на злам, Границя міцності при розшаровуванні, кПа 0.7 1.0 1.5 0.7 1.0 1.5 07 1.0 1.5 0.7 1.0 1.5 0.7 1.0 15 Опір згинанню, мН Кукурудзяний "Катіоаміл" "Церезан" 1.73 1.73 1.73 Модифікований епоксипроплентриетанопамінамоній-хлорид 3 46 3 46 3.46 Вміст азоту, % Вміст крохмалю, % Крохмаль Вміст крохмалю, % Таблиця Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601