Синтез поперечносшитых высокозамещенных катионных крахмалов и исследование их термоокислительной стабильности в модельной среде

С. М. БУТРИМ¹, Т. Д. БИЛЬДЮКЕВИЧ¹, Н. С. БУТРИМ¹, В. В. ЛИТВЯК², М. Ф. НИКИТИНА², Л. Б. КУЗИНА^2
1Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского Государственного Университета, ул. Ленинградская, 14, Минск, 220030, Республика Беларусь
²Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ул. Некрасова, 11, пос. Красково, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация

Резюме. Цель работы – синтез поперечносшитых высокозамещенных катионных крахмалов (картофельных и кукурузных) и исследование их термоокислительной стабильности в модельной среде для оценки возможности использования в качестве флокулянтов в буровых растворах. Получены диспергируемые в холодной воде сшитые катионные крахмалы с высокой степенью замещения (у картофельного – 0,183 моль/моль; у кукурузного – 0,174 моль/моль) и высокой вязкостью их водных дисперсий (2500…7000 мПа∙с для картофельного крахмала и 2250…5500 мПа∙с – для кукурузного). Термоокислительную стабильность синтезированных сшитых высокозамещенных катионных крахмалов исследовали по результатам изменения динамической вязкости водных растворов при температуре 45 °С в течение 28 дней при постоянной скорости сдвига 5,6 с^–1, используя в качестве растворителя модельный раствор пресной воды (NaCl – 0,14 г/л, СaCl₂ – 0,19 г/л). Условия испытания: концентрация полимера – 0,2 %; концентрация кислорода – равновесная. На первом этапе эксперимента (в течение 7 дней выдержки крахмальных растворов) происходит резкое падение динамической вязкости, по сравнению с исходной: при этом сшитый катионный картофельный крахмал теряет 10…11 % от исходной вязкости, а сшитый катионный кукурузный крахмал – 14…15 %, в зависимости от типа используемого сшивающего агента. Для несшитых катионных картофельного и кукурузного крахмалов уменьшение динамической вязкости через 7 дней хранения было значительно выше – 44,3 и 38,5 % соответственно. Наиболее устойчивыми к термоокислительной деструкции в изученных условиях оказались катионные картофельные крахмалы, сшитые эпихлоргидрином (ЭХГ) в дозах 0,5 и 1,0 %, а также – триметафосфатом натрия в дозах 0,5 и 5,0 %. По истечение 28 дней снижение динамической вязкости образцов сшитого катионного картофельного крахмала, изготовленного в присутствии указанных доз сшивающих агентов, не превысило 20 % от исходной величины.

Ключевые слова: крахмал, катионизация, поперечное сшивание, эпихлоргидрин, триметафосфат натрия, вязкость, термоокислительная стабильность.

Сведения об авторах: С. М. Бутрим, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник; Т. Д. Бильдюкевич, кандидат химических наук, старший научный сотрудник; Н. С. Бутрим, научный сотрудник (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.); В. В. Литвяк, доктор технических наук, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник; М. Ф. Никитина, научный сотрудник; Л. Б. Кузина, аспирант, научный сотрудник (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.).

Для цитирования: Синтез поперечносшитых высокозамещенных катионных крахмалов и исследование их термоокислительной стабильности в модельной среде / С. М. Бутрим, Т. Д. Бильдюкевич, Н. С. Бутрим и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 11. С. 104–110. doi: 10.24411/0235-2451-2020-11116.