2010 年第 2 期

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玉米烹调淀粉，30mL 去离子水，控制一定温度范围内
搅拌；另在一小烧杯中加 10mL 去离子水，2.3g30%

NaOH 溶液和醚化剂 2.0g，

搅拌溶解并冷至 25℃左右，

然后加到淀粉水溶液中搅拌，

搅拌时间 3~12h，反应完

毕后冷却到室温，

真空抽滤，

并用 95%乙醇洗涤 3 次，

滤液回收。在该条件下，产物的取代度为 0.0683，反
应效率 88.8%。

湿法制备阳离子淀粉的反应条件温和，生产设备

简单，但其弊端也不少。阳离子化试剂一般采用环氧

丙基三甲基氯化铵(GTA)或者 3-氯-2-羟丙基三甲基氯
化铵(CTA)，在制备阳离子淀粉时必须经纯化处理，否
则残余的环氧氯丙烷与副产物影响产品的质量；

后处

理过程中需大量溶剂洗去盐类，造成淀粉、试剂的流

失，

因此湿法有逐渐被干法取代的趋势。

1.2 干法制备

干法是继湿法之后发展的一种新工艺，一般是在

少量水或有机溶剂中加入某种特定的阳离子化试剂，

使之与淀粉反应而制得。其制备步骤是：

搅拌混合→

反应→中和→洗涤→过滤→干燥→粉碎→过筛。马

冰洁等以马铃薯淀粉为原料，

3-氯-2-羟丙基三甲基氯

化铵为醚化剂，干法制备了季铵型阳离子淀粉，研究

了氢氧化钠用量、醚化剂用量、反应温度、反应时间、

含水率对取代度和反应效率的影响。在淀粉用量 10

g、醚化剂用量 1.16 g 时，最佳制备条件为氢氧化钠

0.123 g、反应温度 80℃、反应时间 3h、含水率 5%；

此

条件下，

取代度为 0.070，反应效率为 69.7%。

干法制备工艺中的阳离子试剂不需精制，

多余副

产物可由干燥除去；

不必添加催化剂和抗胶凝剂等。

工艺简单，基本无三废；反应周期短。缺点是反应转

化率低，

因是固相反应，

对设备工艺要求比较高，

同时

反应温度高，

可能造成淀粉解聚变色而影响产品质量。

1.3 微波法制备

微波是一种高频波段电磁波，频率为

300MHz~300GHz 之间，它具有高效、节能、清洁等特

点。近年来，研究者将其用于化工反应中，并发现微

波对于许多的化学反应体系起到了意想不到的促进

和改善作用，

微波法用于阳离子淀粉的制备是近年来

发展起来的一种比较新颖的方法。如刘亚伟等以玉

米淀粉及 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为原料，用微波

作为加热方式，研究了 CHPTMA 用量、NaOH 用量、
加水量、

微波功率和微波时间等因素对产物取代度的

影响，

确定了最佳的条件：

微波时间 70 s、微波功率为

300 W、

醚化剂用量为 3. 80 ml、碱用量为 1.10 g、加水

量 0.95 ml，此时制备产品取代度可达 0.34。

近年来，

有很多研究者在干法的基础上采用微波

辐射合成阳离子淀粉，与传统的方法相比，微波辐射

反应转化率高而快速，

原始方法需要几小时甚至几天

的时间，

微波法只需要几分钟即可。微波制备氧离子

淀粉目前亟待解决的问题是如何用于规模化工业化

生产。

1.4 其他制备方法

阳离子淀粉近年来的研究主要是开发新型阳离

子化试剂、改进催化剂和提高产品的取代度等，从而

提高阳离子淀粉的应用性能。在此基础上，

新的制备

方法不断被开发出来。如 Kaki Jouko 采用胆碱的衍
生物醚化剂来制备阳离子淀粉。

阳离子淀粉制备还有采用反相悬浮聚合。如刘

祥义采用反相悬浮聚合技术，以淀粉为原料，与疏水

单体丙烯酸十八酯(OA)阳离子化试剂[二甲基二烯丙
基氯化铵 (DMDAAC)] 及丙烯酞胺 (Alw) 进行接枝共
聚，

制备疏水缔合型阳离子淀粉。

此外，

刘军海等采用流态化技术制备了阳离子淀

粉，

并考察了流化床的空气流量对床高、

压降、

取代度

及反应效率的影响，

探讨了流态化造粒过程及其对淀

粉制备反应的影响。结果表明：

在物料含水率 20 %、

空气流量 10 m

/ h、

滴加液(水)速度 115 g/ min、反应温

度 65℃及反应时间 180 min 的条件下，制备的阳离子
淀粉取代度可达 0.25，反应效率 67 %。可以相信，随
着研究工作进一步深入展开，

将会有更多更好的制备

方法被开发出来。

综上所述，生产阳离子淀粉的原料不同，直链淀

粉与支链淀粉的比例不同（一般地，淀粉中支链淀粉

含量(质量分数)，木薯为 17 %，土豆为 20 %，小麦为

25 %，

玉米为 24 %) ，影响阳离子淀粉的使用效果；阳

离子淀粉的制备工艺、

取代度、

取代基的不同，

也对阳

离子淀粉的使用效果产生影响。同时，

阳离子淀粉的

使用必须与合成工艺相结合，

选择合适的添加点和添

加量，并与其它助剂要有很好的“配合性”，以便充分