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棕櫚酸酯淀粉糊液理化性質(zhì)及替代洗衣粉配方中的LAS去污系數(shù)研究(一)
來源:應(yīng)用化工 瀏覽 791 次 發(fā)布時間:2024-12-02
十二烷基苯磺酸鈉(LAS)因其優(yōu)良的性能和低廉的價格而得到廣泛的應(yīng)用,但LAS是石油基表面活性劑,其合成原料不可再生、化學(xué)安全性較低,隨著全球安全環(huán)保意識的增強,以可再生資源為原料,開發(fā)性能優(yōu)良的表面活性劑已日益受到重視。
淀粉是一種來源廣泛、價格低廉的多羥基天然化合物,是制備表面活性劑的好原料。為探索棕櫚酸酯淀粉作為表面活性劑應(yīng)用于合成洗滌劑的可行性,本文以棕櫚酸為酯化劑,對木薯淀粉進行酯化改性,制備棕櫚酸酯淀粉,研究其糊液的透明度、流變性、表面活性及乳化性等理化性質(zhì),研究棕櫚酸酯淀粉及其協(xié)同羧甲基淀粉(CMS)替代標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉中LAS的洗滌性能。
1、實驗部分
1.1試劑與儀器
木薯淀粉、棕櫚酸均為工業(yè)級;羧甲基淀粉(CMS)4種(DS分別為0.134,0.369,0.391,0.519),自制;植物調(diào)和油、三聚磷酸鈉、聚氧乙烯月桂醇醚、十二烷基苯磺酸鈉(LAS)、硅酸鈉、碳酸鈉、羧甲基纖維素鈉、二氧化硅均為分析純。
DV-3T流變儀;BZY-3B型自動表面張力儀;HP-WSB-3Y微機型熒光白度儀;DHG-9000型電熱鼓風(fēng)干燥箱;HH-2型恒溫水浴鍋;KEO-21CS08型電磁爐;DSX-90型數(shù)顯攪拌機;DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器;FW100高速萬能粉碎機;JJ600型電子天平;MA35型電子水分測定儀。
1.2棕櫚酸酯淀粉的制備
稱取100 g木薯淀粉,分別加入一定量的棕櫚酸等試劑,充分混合均勻,置于室溫下密封存放一段時間。將其置于預(yù)先設(shè)定溫度的電熱鼓風(fēng)干燥箱中進行干熱反應(yīng)一段時間,冷卻至室溫。用80%(V/V)乙醇水溶液洗滌數(shù)次,烘干,得到棕櫚酸酯淀粉。調(diào)整試劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等工藝條件,制備了4種不同取代度(DS)的棕櫚酸酯淀粉,DS分別為0.004,0.008,0.012,0.015。
1.3棕櫚酸酯淀粉理化性質(zhì)測試
1.3.1取代度(DS)的測定
稱取干燥的棕櫚酸木薯淀粉酯1 g,置于250 mL的錐形瓶中,加入25 mL蒸餾水,滴加2滴1%酚酞指示劑,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至粉紅色,且顏色不消失。再加入25 mL濃度0.5 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,室溫磁力攪拌60 min。用0.5 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液紅色剛好消失,記錄所用HCl溶液體積為V1。以木薯淀粉為空白實驗。按式(1)計算取代度(DS):
式中162——淀粉分子中每個葡萄糖殘基的相對分子質(zhì)量;
c——標(biāo)準(zhǔn)HCl的摩爾濃度,mol/L;
m——干樣品的質(zhì)量,g;
V0——滴定空白液消耗的標(biāo)準(zhǔn)HCl的體積,mL;
V1——滴定樣品消耗的標(biāo)準(zhǔn)HCl的體積,mL。
1.3.2透明度的測定
稱量一定量的淀粉試樣,用去離子水配制質(zhì)量濃度為1%的淀粉乳液。取50 mL放入100 mL燒杯中,置于沸水浴中攪拌加熱20 min,冷卻至室溫,并用去離子水保持原有體積。采用分光光度計,以去離子水為參比(去離子水透光率為100%),選擇620 nm波長下測定淀粉糊的透光率,即透明度。同一樣品測定3次,取平均值。透光率越高,糊的透明度也越高。
1.3.3淀粉糊液流變性能的測定配制600 g質(zhì)量濃度為4%的淀粉乳液于1 000 mL四口燒瓶中,將燒瓶置于油浴鍋中,邊攪拌邊升溫糊化,待淀粉糊液溫度達98℃,繼續(xù)保溫20 min。將淀粉糊液轉(zhuǎn)移至500 mL燒杯中,用水浴冷卻至50℃。用DV3T流變儀測試淀粉糊液在不同轉(zhuǎn)速條件下的粘度,并作糊液粘度隨轉(zhuǎn)速變化的曲線圖。
1.3.4表面張力的測定
采用掛片法測定淀粉酯糊液的表面張力。配制一定質(zhì)量濃度的棕櫚酸木薯淀粉酯乳液,在95~100℃條件下蒸煮糊化,冷卻至25℃。用BZY-3B型自動表面張力儀測定淀粉糊液表面張力,平行3次,取平均值。
1.3.5乳化性能的測定
準(zhǔn)確稱取1.0 g棕櫚酸木薯淀粉酯,加入一定量的水,于沸水浴中完全糊化,冷卻至室溫。加入20 mL植物油,磁力攪拌2 h,得到均勻乳狀液。將乳狀液轉(zhuǎn)移至10 mL離心管中,在3 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心15 min,記錄乳化層高度和液體總高度。將乳液于室溫下放置24 h,再以3 000 r/min轉(zhuǎn)速離心15 min,記錄乳化層高度和液體總高度。平行3次,取平均值。按式(2)和式(3)計算乳化能力及乳化穩(wěn)定性。
1.4淀粉替代LAS的洗衣粉制備
1.4.1標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉的制備
聚氧乙烯月桂醇醚6 g,LAS 10 g,Na2CO320 g,三聚磷酸鈉49.5 g,Na2-SiO35 g,SiO22 g,羧甲基纖維素鈉2 g,H2O 5.5 g,充分混合均勻、粉碎,得標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉。
1.4.2棕櫚酸酯淀粉完全替代LAS型洗衣粉(簡稱A型洗衣粉)的制備以棕櫚酸酯淀粉完全替代標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉配方中的LAS,調(diào)整淀粉用量分別為10,12,14,16,18,20 g,制取不同淀粉含量的A型洗衣粉。
1.4.3棕櫚酸酯淀粉與LAS復(fù)配型洗衣粉(簡稱B型洗衣粉)的制備
分別以2,4,6,8,10 g棕櫚酸酯淀粉替代標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉配方中50%的LAS,制取不同淀粉含量的B型洗衣粉。
1.4.4棕櫚酸酯淀粉與CMS協(xié)同替代LAS型洗衣粉(簡稱C型洗衣粉)的制備
以棕櫚酸酯淀粉-CMS協(xié)同完全替代標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉配方中的LAS,固定棕櫚酸酯淀粉用量為16 g,調(diào)整CMS用量分別為1,2,3,4,5 g,制取不同淀粉含量的C型洗衣粉。
1.5洗滌去污性測試
1.5.1污布的制備
將大塊白棉布剪裁成規(guī)格為10 cm×10 cm的小塊,將其投入含有10 mL生抽、20 g紅黏土、10滴黑墨水和少量辣椒油、剩菜湯的水中,攪拌15 min,取出污布,放入50℃烘箱中烘干,得到標(biāo)準(zhǔn)污布,白度為R0。
1.5.2洗滌去污系數(shù)的測定
在500 mL燒杯中加入300 mL蒸餾水,2 g標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉,攪拌至洗衣粉完全溶解,投入標(biāo)準(zhǔn)污布,繼續(xù)攪拌5 min后取出污布,污布用300 mL蒸餾水?dāng)嚢柘礈欤貜?fù)3次,將布放入50℃烘箱中烘干,測定干燥白布白度為R1。平行3次,取平均值。
按照上述方法分別進行A型、B型、C型3種洗衣粉的洗滌實驗,測定干燥白布白度為R2。平行3次,取平均值。
按式(4)計算淀粉型洗衣粉的去污系數(shù)S。