Теоретическое обоснование и разработка механохимического способа получения загусток на основе крахмала

• Автор: Ларин, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 05.19.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ

АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Современное состояние и перспективы развития загущающих препаратов в отечественной и зарубежной текстильной промышленности
1.2. Использование интенсивных механических воздействий на жидкофазные системы в различных отраслях промышленности
1.3. Теория и практика модификации природного крахмала для 34 использования его в текстильной и других областях промышленности
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Характеристика используемых химических материалов
2.3. Механическая обработка водно-дисперсных систем
2.4. Методика определения степени расщепления
2.5. Методика определения содержания водорастворимой амилозы
2.6. Методика определения электрокинетического потенциала
2.7. Методика определения влагопоглощения
2.8. Измерение реакционной способности крахмала
2.9. Определение содержания карбоксильных групп
2.10. Методика определения вязкости загусток
2.11. Методика определения степени связывания активных красителей крахмальной загусткой
2.12. Методика определения степени фиксации активных красителей
2.13. Методика определения устойчивости окрасок к стиркам
2.14. Методика определения устойчивости окрасок к трению
2.15. Методика определения цветовых характеристик
2.16. Математическая обработка результатов испытаний
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние интенсивных механических воздействий на состояние водно-крахмальных суспензий
3.1.1. Влияние механической активации на экстракцию природных примесей крахмала
3.1.2. Влияние механической активации крахмальных суспензий на реологические характеристики заваренных из них клейстеров
3.1.3. Влияние механической активации на адсорбцию крахмалом различных катионов
3.2. Использование механической активации для ускорения процесса окисления крахмала
3.2.1. Выявление некоторых закономерностей механической активации
на примере реакции персульфатного окисления крахмала
3.2.2. Влияние механической активации крахмальной суспензии на окисление крахмала различными окислителями
3.3. Получение загусток на основе модифицированного крахмала
3.3.1. Влияние условий механической активации
3.3.2. Влияние продолжительности разварки
3.3.3. Уточнённая методика расчёта степени фиксации активных красителей
3.3.4. Разработка комплексного химического модификатора для приготовления механохимически модифицированной крахмальной 130 загустки
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена исследованию возможности использования механической активации при получении модифицированных крахмальных загусток, пригодных для печати тканей активными красителями. Предметом исследования является определение оптимальных условий использования роторно-импульсных установок, в которых суспензии крахмала в процессе приготовления механохимически модифицированной крахмальной загустки подвергаются высокоскоростным сдвиговым напряжениям, механическим колебаниям звукового и ультразвукового диапазона частот и кавитации.
В ходе комплексных экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов физико-химического анализа, установлено, что важнейшими механоинициируемыми процессами, обуславливающими механическую активацию крахмальной суспензии, является экстракция природных примесей, кавитационная эрозия поверхности крахмальных зёрен, изменение адсорбции и степени гидратации. Доказано, что результатом действия высокоскоростных сдвиговых напряжений и кавитации на систему крахмал (тв.) - вода является увеличение реакционной способности крахмала в реакции гетерогенного окисления различными окислителями. На основании проведённой оптимизации процесса механической обработки крахмальных суспензий в широком диапазоне концентраций крахмала установлены оптимальные значения градиента скорости сдвига и продолжительности механической активации для обеспечения необходимого уровня активации крахмальной суспензии.
Разработана рецептура приготовления механохимически модифицированной крахмальной загустки для печати тканей активными красителями.
Представленная диссертационная работа содержит введение, литературный обзор, методическую часть, экспериментальную часть с обсуждением результатов, выводы, список использованной литературы (182 источника) и

сти крахмал и его производные продолжают занимать ведущее место по объёму применения в качестве загущающих и шлихтующих препаратов. По данным швейцарской фирмы «Бенинген Корпорейшен» за 1997 год 75 % мирового производства шлихтующих и загущающих препаратов приходится на крахмал и его производные [108]. При этом западные производители предлагают широкий ассортимент модифицированных крахмалов: сольвитозы (Нидерланды), сольви-тексы, энмпринты СЕ («Ет-БЪ), Германия) и т.д. В США, например в промышленности, ежегодно применяют более 700 тыс. т., а в Японии - около 200 тыс. т модифицированных крахмалов. В России выработка модифицированных крахмалов впервые была организована по разработкам ВНИИК, и в настоящее время производится только 10 их видов для разных отраслей промышленности в количестве 40,5 тыс. т в год, хотя потребность в них составляет около 150 тыс. т в год [109].
Модификацию природного крахмала можно проводить химическим, физическим, механическим методами, а также комбинацией этих методов [110]. Под химической модификацией следует понимать лишь процессы, приводящие к химическим изменениям в макромолекулах крахмала. К химическим методам модификации природного крахмала можно отнести: окисление, фосфатирование, предклейстеризацию, сшивку макромолекул, прививку синтетических полимеров, этерификацию.
Наиболее известным и широко применяемым в промышленности видом химической модификации крахмала является окисление [111,112]. Целью реакции окисления является частичное окисление гидроксильных групп, которые присутствуют в крахмале, до карбонильных и карбоксильных. В зависимости от степени окисления, а также от соотношения карбонильных и карбоксильных групп крахмалу можно придать различные свойства: повышенную растворимость, хорошие адгезионные и плёнкообразующие свойства. Использование окисленного крахмала в качестве загущающего препарата в текстильной промышленности позволяет увеличить степень фиксации активных красителей на