Hydroxypropylstivelsesether (HPS) er en ikke-ionisk modificeret stivelse opnået ved etherificeringsmodifikation af naturlig plantestivelse. Den har koldtvandsopløselighed, høj gennemsigtighed, stærk syre- og alkalistabilitet, fremragende elektrolytbestandighed og anti-ældningsegenskaber og er meget udbredt inden for byggeri, fødevarer, medicin, olieboring og andre områder.
Forberedelsesmetoder og processer
Syntesen af hydroxypropylstivelsesethere opnås hovedsageligt gennem en etherificeringsreaktion mellem stivelse og propylenoxid under alkaliske betingelser, der erstatter hydroxylgrupperne i stivelsesmolekylet for at generere hydroxypropylsubstituenter. Afhængigt af reaktionsmediet er der tre hovedprocesser:
Våd proces: Denne proces udføres i et vandigt system under anvendelse af 35%-45% stivelsesopslæmning. Natriumsulfat tilsættes for at hæmme gelatinering, og NaOH bruges som katalysator. Reaktionstemperaturen styres til 40-50 grader, og reaktionstiden er 10-20 timer. Denne metode er sikker at betjene og producerer produkter med høj-renhed, men substitutionsgraden er lav (typisk DS < 0,1), hvilket gør den velegnet til at producere lav-substituerede produkter.
Opløsningsmiddel-baseret proces: Stivelse dispergeres i organiske opløsningsmidler såsom methanol og ethanol og omsættes derefter med en alkalisk katalysator og propylenoxid. Denne metode giver milde reaktionsbetingelser, høj grad af substitution og nem kontrol, hvilket giver stærkt substituerede produkter. Imidlertid er omkostningerne til opløsningsmidler høje, og genopretning er udfordrende.
Tør proces: Dette er en gas-fastfasereaktion. Stivelse og en katalysator blandes i en lukket beholder, og derefter indføres propylenoxidgas. Reaktionen udføres ved 85 grader og 0,3 MPa tryk. Denne metode giver stærkt substituerede produkter, men er tilbøjelig til bivirkninger, kræver høje sikkerhedsstandarder og bruges sjældent industrielt.
