磷酸酯化

[制备方法]淀粉通过磷酸酯化与磷酸盐反应制备磷酸酯淀粉，即使很低的取代度也能明显地改变原淀粉的性质。磷酸为三价酸，能与淀粉分子中的三个羟基起反应生成一酯、二酯和三酯，其结构如下所示:

式中，St为淀粉；M=H⁺，Na⁺，NH₄⁺，K⁺等。

淀粉磷酸单酯是工业上应用最广泛的磷酸酯淀粉，因此重点介绍淀粉磷酸单酯的制备。

(1)淀粉磷酸单酯

淀粉磷酸单酯的制备通常用正磷酸盐与淀粉反应制得，反应式如下：

制备工艺分湿法和干法两种。

①湿法工艺 通常是将淀粉悬浮在磷酸盐溶液中，将混合物搅拌10～30min，过滤，滤饼采用空气干燥或在40～50℃下干燥至含水5%～10%，然后加热反应。使用带式连续干燥机生产效果较好，用这种设备48～124℃下干燥，淀粉不会发生凝胶化。在淀粉和磷酸盐混合物湿度减少到20%以前，温度不应超过60～70℃，这样能防止凝胶化和副反应的发生，用淀粉和磷酸盐做原料，湿法制备磷酸淀粉的代表性数据示于表3-42。湿法反应的优点是试剂与淀粉由于渗透，混合均匀度好，缺点是滤饼的存在会产生“三废”问题，且由于滤饼湿度大，干燥的反应工时长。

表3-42 湿法制备淀粉磷酸单酯的部分工艺参数

此外，淀粉和三聚磷酸钠反应，也可制备粉磷酸单酸，反应式为：

这种方法生产的淀粉酯基本不发生降解，取代度(DS)较低(约0.02)。

制备方法为玉米淀粉与足量的三聚磷酸钠在pH值大约8.5的水中搅拌，三聚磷酸钠的加入量应足以使过滤和干燥后的淀粉中保留5%的盐含量。另一种方法是将三聚磷酸钠溶液喷雾到干淀粉上，要保证混合均匀，将湿的淀粉和三聚磷酸盐混合物干燥到含水量5%～10%，然后在100～120℃加热1h左右，将产物冷却、水洗、干燥。产物含磷约0.46%，DS0.02(以磷酸根计)。部分工艺参数见表3-43。

表3-43 三聚磷酸钠制备淀粉磷酸单酯的部分工艺参数

②干法工艺干法工艺与湿法工艺的根本区别在于：干法反应使用的溶剂量少，将试剂直接用喷雾法喷到干淀粉上，然后混合，去湿、反应。其后的步骤与湿法类同。干法反应的优点是无三废，去湿时间短，但干法反应对喷雾混合设备要求高，其均匀度不如湿法。

淀粉与磷酸氢盐和磷酸二氢盐的混合物(pH5～6.5)反应可生成取代度达0.2的淀粉磷酸单酯，但淀粉也发生部分水解，产品具有很宽的流度范围，随反应的pH值，温度和时间的改变而改变。

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文章来源：《水处理化学品手册》

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