ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ КАТИОННОГО КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА, ПОЛУЧЕННОГО СУСПЕНЗИОННЫМ («МОКРЫМ») СПОСОБОМ

Аннотация

Разработан метод катионизации крахмала с высокой эффективностью, позволяющий получить крахмал со степенью замещения от 0,01 до 0,06 моль/моль, в присутствии ингибиторов клейстеризации в щелочной среде, реагентом ХГПТМАХ. Сканирующие электронные фотографии гранул нативного и катионного крахмалов показали разрушение крахмальных гранул с возрастанием степени катионизации. Анализ  катионных крахмалов ¹³С ЯМР-, ¹Н ЯМР-спектров и ИК-спектра указывает на наличие α-D-глюкопиранозы как основного элемента структуры, а также присутствие эпихлоргидринной группировки, замещающей гидроксид в положении 2С, 3С и 6С α-D-глюкопиранозы. При этом процесс замещения в разных положениях α-D-глюкопиранозы происходит неравномерно (с различной скоростью) и осуществляется следующим образом: 2С > 6С > 3С. Анализ дифрактограмм установил, что повышение температуры реакции катионизации крахмала приводит к снижению степени кристалличности (33,2% - нативный крахмал, 28% - катионный крахмал со СЗ 0,035 и 0% - катионный крахмал со СЗ 0,061 и 0,045). Рефлексы 2q = 17,0, 19,5 и 22,1º, которые являются основными для нативного картофельного крахмала почти не выражаются в катионных крахмалах, полученных при температуре 45 ºС и выше, рефлексы при 2q = 19,5º отсутствуют в катионных крахмалах, полученных при температуре 35 ºС но при этом сохраняют четкие полосы с максимумами при 2q = 17,0, 22,1 º. Катионизация оказывает сильное влияние на механизм деградации и начальную температуру, а также другие термодинамические свойства крахмала, о чем свидетельствуют неизотермические термогравиметрические кривые крахмала нативного и катионного. Потери массы происходят в 2 стадии: при первой стадии, происходящей в диапазоне температур 70-100 ºС, удаляется влага, абсорбированная образцами нативного и катионного крахмала, а во второй стадии протекающая при температуре от 220-287 ºС идет процесс деградации и карбонизации полимера. Различие катионных и нативных крахмалов обуславливается более низкой температурой карбонизации катионных крахмалов.