论文摘要
随着社会的发展,世界各国对石油的需求量将会越来越大,石油资源的紧缺正在渐渐逼近人们的生活。淀粉来源广、成熟周期短、可再生且价格低廉、对环境友好,作为一种能部分替代石化产品的工业原料,其显示了广阔的发展前景。目前,国内外对淀粉进行变性以拓宽其应用范围的研究十分活跃。氧化淀粉是变性淀粉中的一种,是淀粉在一定条件下与氧化剂反应得到的产品。淀粉被氧化之后,生成了新的官能团,其原来许多不足的性能得到了改善。如今氧化淀粉已广泛应用于食品、纺织、造纸等方面。利用氧化淀粉能络合钙、镁等金属离子,使硬水软化并能吸附、分散、悬浮污垢的性能,开发其作为无磷洗涤助剂以代替STPP,达到降低水中含磷量,预防水质富营养化将是一件非常有意义的工作。但是淀粉具有结晶的颗粒结构,内部为非结晶区,外部为结晶区且非常牢固,对水及化学试剂有较强的抵抗能力。因此,如何根据产物的具体应用需要,选用适宜的方法对淀粉进行预处理,改变淀粉的颗粒结构以及减少淀粉结晶区,改善其化学反应性能,提高其氧化效果,制得合乎需要的氧化产品是一项极其重要的研究课题。本文采用自制的搅拌磨对淀粉进行机械活化预处理,以不同活化时间的淀粉为原料,双氧水为氧化剂、硫酸铜为催化剂,采用干法工艺制备氧化淀粉。以羧基含量为评价指标,分别考察机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量、氧化剂用量、pH值及体系含水量等因素对淀粉氧化反应的影响;采用正交实验对氧化淀粉的制备工艺进行优化;采用X-射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、红外光谱等对氧化淀粉结构进行表征分析;对氧化淀粉的溶解度、透明度、冻融稳定性、凝沉性、软化硬水及悬浮污垢的性能进行了初步研究。通过上述的研究,得到如下主要结论:（1）在正交最优工艺条件下,由木薯原淀粉及玉米原淀粉制得的氧化淀粉羧基含量分别为0.27%和0.25%;而由活化60min的木薯淀粉及玉米淀粉制得的氧化淀粉羧基含量分别为0.89%和1.13%。这表明了机械活化预处理能显著改善木薯、玉米淀粉氧化反应活性,提高其氧化效果。主要原因是机械活化使木薯、玉米淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,反应试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉氧化。（2）原淀粉的氧化反应主要发生在非结晶区;活化60min的木薯及玉米淀粉呈现非晶结构,其氧化产物也呈现非晶结构。机械活化预处理制备的氧化淀粉的热稳定性随着羧基含量的增大而增强。（3）氧化淀粉的溶解度、透明度、冻融稳定性强于原淀粉及活化淀粉,凝沉性弱于原淀粉及活化淀粉。随着羧基含量的提高,氧化淀粉络合钙离子的能力及悬浮污垢的能力增强。相同羧基含量的氧化淀粉,活化淀粉制备的氧化淀粉络合能力及悬浮能力均强于原淀粉制备的氧化淀粉。