Carboxymethyl starch with high degree of substitution: synthesis, properties and application

• Autorzy: Spychaj T. , Zdanowicz M. , Kujawa J. , Schmidt B.

Warianty tytułu

PL

Karboksymetyloskrobia o wysokim stopniu podstawienia: synteza, właściwości, zastosowanie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Highly substituted (degree of substitution, DS about 0.9) carboxymethyl starch (CMS) was prepared in isopropanol/water suspension. The influence of etherification reaction parameters on DS, reaction efficiency, number average molar mass as well as the viscosity of 2 wt. % aqueous solution was determined. Using laser scanning microscopy, X-ray diffraction and infrared spectroscopy techniques allowed to evaluate the morphological changes of modified starch granules when compared to native starch ones. An attempt to apply CMS (of high and medium DS: 0.94 and 0.39, respectively) for flocculation or dispergation tests of selected aqueous suspensions [iron(II) sulphate, iron(III) oxide, iron(III) laurate and aluminosilicates: kaolinite and calcium montmorillonite] has been performed. In case of iron(II) sulphate and iron(III) oxide high substituted CMS exhibited effective flocculating properties. Moreover, it worked as a good dispersing agent for mineral aluminosilicate suspensions.

PL

Przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem karboksymetyloskrobi (CMS) o wysokim stopniu podstawienia DS = 0,9, ze skrobi ziemniaczanej w zawiesinie izopropanol/woda. Dokonano oceny wpływu zmiennych parametrów reakcji eteryfikacji skrobi na wartości DS, efektywność reakcji (RE), liczbowo średnią masę molową (M_n) oraz lepkość 2-proc. roztworu wodnego. Pomiary metodami laserowej mikroskopii skaningowej (LSM), dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz spektroskopii w podczerwieni (FT-IR) pozwoliły na ocenę zmian struktury morfologicznej ziarna CMS oraz absorbancji widma skrobi natywnej po modyfikacji. Przeprowadzono również badania nad możliwością wykorzystania CMS (o wysokim stopniu podstawienia DS = 0,94, jak również w celach porównawczych o średnim stopniu podstawienia DS = 0,39) do flokulacji, ewentualnie dyspergowania, wybranych zawiesin wodnych: siarczanu żelaza(II), tlenku żelaza(III), laurynianu żelaza(III) oraz glinokrzemianów: kaolinu i montmorylonitu wapniowego. Stwierdzono, że CMS, zwłaszcza o wysokim DS, wykazuje cechy flokulanta względem siarczanu żelaza(II) oraz tlenku żelaza(III); natomiast jest dobrym środkiem dyspergującym w stosunku do zawiesin minerałów glinokrzemianowych.

Słowa kluczowe

EN

carboxymethyl starch; degree of substitution; starch modification; flocculation; dispergation

PL

karboksymetyloskrobia; stopień podstawienia; modyfikacja skrobi; flokulacja; dyspergowanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 58, nr 7-8
• Strony: 503--511
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Spychaj T.

• West Pomeranian University of Technology Polymer Institute, ul. Pulaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

autor

Zdanowicz M.

• West Pomeranian University of Technology Polymer Institute, ul. Pulaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

autor

Kujawa J.

• West Pomeranian University of Technology Polymer Institute, ul. Pulaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

autor

Schmidt B.

• West Pomeranian University of Technology Polymer Institute, ul. Pulaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Spychaj T., Wilpiszewska K., Zdanowicz M.: Starch 2013, 65, 22.
• 2. Zhou X., Yang J., Qu G.: J. Mater. Process. Technol. 2007, 183, 407.
• 3. Tatongjai J., Lumdubwong N.: Carbohydr. Polym. 2010, 81, 377.
• 4. Bhattacharyya D., Singhal R. S., Kulkarni P. R.: Carbohydr. Polym. 1995, 27, 167.
• 5. Lawal O. S., Lechner M. D., Hartmann B., Kulicke W. M.: Starch 2007, 59, 224.
• 6. Tijsen C. J., Scherpenkate H. J., Stamhuis E. J., Beenackers A. A. C. M.: Chem. Eng. Sci. 1999, 54, 2765.
• 7. Tijsen C. J., Voncken R. M., Beenackers A. A. C. M.: Chem. Eng. Sci. 2001, 56, 411.
• 8. Pat. EP 1 299 423 (2005).
• 9. Bi Y., Liu M., Wu L., Cui D.: Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 1185.
• 10. Bi Y., Liu M.,Wu, L., Cui D.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 24.
• 11. Pant B. R., Jeon H. J., Song H. H.: Macromol. Res. 2011, 19, 307.
• 12. Khalil M. I., Aly A. A.: Starch 2002, 54, 132.
• 13. Volkert B., Loth F., Lazik W., Engelhardt J.: Starch 2004, 56, 307.
• 14. Wang B.-X., Zhao X.-P.: J. Solid State Chem. 2006, 179, 949.
• 15. Saboktakin M. R., Tabatabaie R. M., Maharramov A., Ramazanov M. A.: Carbohydr. Polym. 2010, 79, 1113.
• 16. Kessel H.: Starch 1985, 37, 334.
• 17. Yaacob B., Amin M. C. I. M., Hashim K., Bakar B. A.: Iranian Polym J. 2011, 20, 195.
• 18. Jiang Q., GaoW., Li X., Liu Z., Huang L., Xiao P.: Starch 2011, 63, 699.
• 19. Stojanoviè Z., Jeremiè K., Jovanoviè S.: Starch 2000, 52, 413.
• 20. Kooijman L. M., Ganzeveld K. J., Manurung R. M.: Starch 2003, 55, 495.
• 21. Zdanowicz M., Spychaj T., unpublished results.