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DE102007005927B4 - Process for the preparation of a hydrophobic starch derivative - Google Patents

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DE102007005927B4
DE102007005927B4 DE200710005927 DE102007005927A DE102007005927B4 DE 102007005927 B4 DE102007005927 B4 DE 102007005927B4 DE 200710005927 DE200710005927 DE 200710005927 DE 102007005927 A DE102007005927 A DE 102007005927A DE 102007005927 B4 DE102007005927 B4 DE 102007005927B4
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Waltraud Dr.rer.nat. Vorwerg
Jan Dipl.-Ing. Dijksterhuis
Karl Ludwig Dr. Woll
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Stärkederivates mit folgenden, sukzessiven Arbeitsschritten:
a) Dispergieren von Stärke und/oder Stärkederivaten in einer wässrigen Salzlösung
b) Zugabe von Carbonsäureanhydriden
c) Einstellen einer Temperatur des Reaktionsgemisches zwischen 0°C und 60°C
d) Abbrechen der Reaktion durch Zugabe eines Alkohol-Wasser-Gemisches, wobei die Konzentration der Salzlösung eine Molalität zwischen 0.2 m und 7 m aufweist und die Salze anorganische Salze sind und die Kationen der anorganische Salze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Li, Mg, Al, Cu, Zn.
Process for the preparation of a hydrophobic starch derivative with the following, successive working steps:
a) dispersing starch and / or starch derivatives in an aqueous salt solution
b) Addition of carboxylic acid anhydrides
c) Setting a temperature of the reaction mixture between 0 ° C and 60 ° C.
d) stopping the reaction by adding an alcohol-water mixture, wherein the concentration of the salt solution has a molarity between 0.2 m and 7 m and the salts are inorganic salts and the cations of the inorganic salts are selected from the group consisting of Li, Mg , Al, Cu, Zn.

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Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Stärkederivats durch Veresterung alkoholischer Funktionen mit organischen Säureanhydriden in wässrigen Salzlösungen. Die erhaltenen hydrophoben Stärkederivate verbessern z. B. die Wasserstabilität von Papieren.The present invention describes a process for the preparation of a hydrophobic starch derivative by esterification of alcoholic functions with organic acid anhydrides in aqueous salt solutions. The resulting hydrophobic starch derivatives improve z. B. the water stability of papers.

Neben Cellulose ist Stärke bereits heute ein in vielen Bereichen genutzter nachwachsender Rohstoff. In vielen Pflanzen ist Stärke ein Reservekohlenhydrat und in Form von 1 bis 200 μm großen Stärkekörnern in verschiedenen Pflanzenteilen, z. B. in Knollen oder Wurzeln (Kartoffeln, Maniok, Batate), in Getreidesamen (Weizen, Mais, Roggen, Reis, Gerste, Hirse, Hafer), in Früchten (Kastanien, Eicheln, Erbsen, Bohnen, Bananen) sowie im Mark (Sagopalme) gespeichert. Als Lieferanten für den Rohstoff Stärke kommen in Europa vor allem Kartoffeln, Mais und Weizen in Frage.In addition to cellulose, starch is already a renewable raw material used in many areas. In many plants, starch is a reserve carbohydrate and in the form of 1 to 200 .mu.m starch granules in various parts of plants, eg. In tubers or roots (potatoes, cassava, potatos), cereal seeds (wheat, maize, rye, rice, barley, millet, oats), fruits (chestnuts, acorns, peas, beans, bananas) and marrow (sago palms ) saved. Potatoes, corn and wheat are considered as suppliers of starch in Europe.

Die chemische Zusammensetzung und die Struktur der Stärke sind im Unterschied zur Cellulose etwas komplexer. Stärke besteht im Wesentlichem aus 3 verschiedenen D-Glucopyranose-Polymeren: der Amylose, dem Amylopectin und einer so genannten Zwischenfraktion, die auch als anormales Amylopectin bezeichnet wird, sowie 10 bis 20% Wasser, je nach Sorte und Lagerungsbedingungen, kleineren Mengen an Eiweiß, Fetten und Phosphorsäureestergruppen. Je nach Sorte variieren die Gehalte der aufgeführten Bestandteile.The chemical composition and the structure of starch are somewhat more complex than cellulose. Starch consists essentially of 3 different D-glucopyranose polymers: amylose, amylopectin and a so-called intermediate fraction, which is also referred to as abnormal amylopectin, and 10 to 20% water, depending on the variety and storage conditions, smaller amounts of protein, Fats and phosphoric ester groups. Depending on the variety, the contents of the listed ingredients vary.

Verwendet wird Stärke vor allem in der Papier- und Lebensmittelindustrie, aber auch zunehmend zur Herstellung von Kosmetika, und als Waschmittelrohstoff. Durch die Hydrophilie des Polysaccharids Stärke bietet sich eine Verwendung als Dickungs- und Bindemittel nahezu an. Die Eigenschaft der Wasserbindung ist in Abhängigkeit von der molekularen Zusammensetzung auch als Gelbildung einstellbar. Nach Einführung ionischer Substituenten kann das Wasserbindungsvermögen bis hin zum Einsatz als Absorber verstärkt werden.Starch is used primarily in the paper and food industry, but also increasingly for the production of cosmetics, and as detergent raw material. Due to the hydrophilicity of the starch polysaccharide, use as a thickening and binding agent is almost adequate. The property of water binding is also adjustable as gel formation, depending on the molecular composition. After introduction of ionic substituents, the water-binding capacity can be increased to the point of use as an absorber.

Eine Vielzahl technischer Anwendungen von Stärkederivaten, die spezifische Festigkeitseigenschaften im Festkörper oder an der Oberfläche aufweisen müssen, erfordern jedoch eine Stabilität gegenüber schwankender relativer Luftfeuchtigkeit und Benetzbarkeit mit Wasser. So benötigt die Papierindustrie geeignete wasserstabile Produkte z. B. für die Herstellung von Dekor- und Tissuepapier. Bei Kontakt mit Wasser sollte für diese Papierarten die Reißfestigkeit erhalten bleiben. In der Klebstoffanwendung für Papier, Wellpappe oder Verpackungshülsen ist neben der Nassfestigkeit auch die mechanische Stabilität gefragt. Um die Wasserstabilität von handelsüblichen Stärken zu erreichen, sind verschiedene Modifizierungen denkbar.However, a variety of engineering applications of starch derivatives, which must have specific solid state or surface strength properties, require stability to varying relative humidity and wettability with water. So the paper industry needs suitable water-stable products z. B. for the production of decorative and tissue paper. When in contact with water, tear resistance should be maintained for these types of paper. In the application of adhesives for paper, corrugated cardboard or packaging tubes, in addition to wet strength, mechanical stability is also required. In order to achieve the water stability of commercially available starches, various modifications are conceivable.

Bei zahlreichen Applikationen wird die Wasserstabilität durch Zugabe von Melamin- oder Resorcin-/Formaldehydharzen, also durch Vernetzungsreaktionen, erreicht. Die resultierenden Produkte können bis zu 12 dieser Harze enthalten. Ein Recycling dieser Produkte ist aus umwelttechnischer Sicht sehr problematisch.In many applications, water stability is achieved by adding melamine or resorcinol / formaldehyde resins, ie by crosslinking reactions. The resulting products can contain up to 12 of these resins. Recycling these products is very problematic from an environmental point of view.

Die Modifizierung der Stärke mit hydrophoben Resten, z. B. durch Veresterungs- oder Veretherungsreaktionen, ist eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Wasserstabilität des Polysaccharids. Der Vorteil von solchen Derivatisierungen besteht darin, dass in Abhängigkeit von dem benutzten Reagenz bereits bei sehr geringen Substitionsgraden (DS ≤ 0,2) die gewünschten hydrophoben Eigenschaften erreicht werden können, so dass aus ökonomischer Sicht der Einsatz der relativ teuren Hydrophobierungsreagenzien auf ein vertretbares Minimum reduziert werden kann. Als Nachteil erweist sich, dass aufgrund der Struktur von Stärke die Einführung langkettiger Reste auch mit nur kleinen. DS-Werten im Slurry sehr langsam und in schlechten Ausbeuten erreicht wird.The modification of the starch with hydrophobic residues, e.g. As by esterification or etherification reactions, is another way to increase the water stability of the polysaccharide. The advantage of such derivatizations is that, depending on the reagent used, the desired hydrophobic properties can already be achieved at very low degrees of substitution (DS.ltoreq.0.2), so that, from an economic point of view, the use of the relatively expensive hydrophobizing reagents is kept to an acceptable minimum can be reduced. The disadvantage is that due to the structure of starch, the introduction of long-chain residues is also possible with only small amounts. DS values in the slurry is achieved very slowly and in poor yields.

Hydrophobierungsreagenzien zur Modifizierung von Stärke enthalten neben einer reaktiven Gruppe zur Realisierung der Ester- oder Ethergruppe langkettige Reste. Als Veretherungsreagenzien kommen z. B. epoxidierte Fettsäuren oder Fettsäurederivate in Frage. Als Veresterungsreagenzien ist vor allem der Einsatz von Säureanhydriden und Säurechloriden denkbar, die langkettige Gruppen enthalten. Eine Möglichkeit hydrophobe Stärken darzustellen, ist die Reaktion von Stärke mit Alkenylsuccinsäureanhydriden (ASA). ASA ist im industriellen Maßstab verfügbar. Es wird vorwiegend als Leimungsmittel und damit als qualitäts verbesserndes Additiv bei der Papierherstellung eingesetzt. Ziel der Leimung ist die Hydrophobierung des natürlichen Faservlieses, wodurch das Eindringen von Wasser begrenzt bzw. verhindert wird. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die derzeit kommerziell verfüg baren Alkenylbernsteinsäureanhydride. Hinzu kommen Mischungen diverser Anhydride, z. B. zwischen C12 und C14, C16 und C18 sowie Anhydride mit verzweigten Alkenylketten, z. B. i-DDSA oder i-ODSA. Tabelle 1: Kommerziell verfügbare Alkenylbernsteinsäureanhydride (ASA) Name Kürzel Anzahl O-Atome in Alkenylrest Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid TPSA je 3 n-Octenylbernsteinsäureanhydrid OSA 8 n-Dodecylbernsteinsäureanhydrid DDSA 12 n-Tetradecenylbernsteinsäureanhydrid TDSA 14 n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid HDSA 16 n-Octadecenylbernsteinsäureanhydrid ODSA 18 Polyisobutenylbernsteinsäure anhydrid PIBSA > 4 Hydrophobizing reagents for modifying starch contain, in addition to a reactive group for the realization of the ester or ether group, long-chain radicals. As etherifying reagents come z. As epoxidized fatty acids or fatty acid derivatives in question. As esterification reagents, it is above all conceivable to use acid anhydrides and acid chlorides which contain long-chain groups. One possibility for representing hydrophobic starches is the reaction of starch with alkenylsuccinic anhydrides (ASA). ASA is available on an industrial scale. It is used predominantly as sizing agent and thus as a quality-improving additive in papermaking. The aim of the sizing is the hydrophobing of the natural fiber fleece, whereby the penetration of water is limited or prevented. Table 1 gives an overview of the currently commercially available alkenyl succinic anhydrides. In addition, mixtures of various anhydrides, eg. B. between C 12 and C 14 , C 16 and C 18 and anhydrides with branched alkenyl chains, eg. I-DDSA or i-ODSA. Table 1: Commercially available alkenyl succinic anhydrides (ASA) Surname contraction Number of O atoms in alkenyl radical tetrapropenylsuccinic TPSA 3 each n-octenyl succinic anhydride OSA 8th n-dodecyl DDSA 12 n-tetradecenylsuccinic anhydride TDSA 14 n-hexadecenyl HDSA 16 n-octadecenyl succinic anhydride ODSA 18 Polyisobutenyl succinic anhydride PIBSA > 4

Die Veresterung von Stärke mit den beschriebenen Alkenylbernsteinsäureanhydriden verläuft relativ langsam und in wässriger Lösung nur mit geringen Ausbeuten (< 40%). Das hat in erster Linie sterische Gründe. Zu erheblichen Ausbeuteverlusten führt aber auch die Hydrolyse des Anhydrides als Konkurrenzreaktion zur Esterbildung (1).The esterification of starch with the alkenylsuccinic anhydrides described is relatively slow and in aqueous solution only with low yields (<40%). This has steric reasons in the first place. However, considerable yield losses also lead to the hydrolysis of the anhydride as a competing reaction for ester formation ( 1 ).

Hingegen können bei der Umsetzung von Stärke mit ASA in organischen Lösungsmitteln sehr hohe Ausbeuten erreicht werden, wie im Patent EP 703 243 A1 beschrieben. Hier wird Stärke bei einer homogenen Synthese in aprotischen organischen Lösungsmitteln wie DMF, DMSO, Acetonitril etc. umgesetzt. Die verarbeitende Stärkeindustrie ist jedoch für etwaige Massenanwendung an einer heterogenen Umsetzung im wässrigen Medium interessiert. Wasser begünstigt die Hydrolyse des Anhydrides, was schließlich, wie schon beschrieben, zu begrenzten Umsetzungsgraden bzw. zu schlechteren Ausbeuten führt.On the other hand, very high yields can be achieved in the reaction of starch with ASA in organic solvents, as in the patent EP 703 243 A1 described. Here starch is reacted in a homogeneous synthesis in aprotic organic solvents such as DMF, DMSO, acetonitrile, etc. However, the processing starch industry is interested in any mass application to a heterogeneous reaction in the aqueous medium. Water promotes the hydrolysis of the anhydride, which finally leads, as already described, to limited degrees of conversion or to poorer yields.

Bei einer typischen Synthese von Stärkesuccinaten im wässrigen Medium wird Stärke zunächst in einer Lösung von Natri-umcarbonat oder Natronlauge suspendiert ( US 2,661,349 ). Nach Zusatz des Anhydrides wird bei Raumtemperatur ca. 14 h gut durchmischt. Es folgen Wäschen und die Trocknung des Produktes.In a typical synthesis of starch succinates in an aqueous medium, starch is first suspended in a solution of sodium carbonate or sodium hydroxide solution ( US 2,661,349 ). After addition of the anhydride is mixed well at room temperature for about 14 h. This is followed by washes and the drying of the product.

Die Synthese von OSA-Stärken im wässrigen Milieu wird in weiteren Patenten beschrieben. Im Patent US 5,716,441 aus dem Jahre 1998 erfolgt vor der Umsetzung mit ASA eine Oxidation der Stärke mit Kaliumpermanganat in einer alkalischen Lösung. Bei diesem Verfahren erfolgt die Kombination zweier bis dahin bekannter Verfahren. Im ersten Schritt wird die Stärke oxidativ abgebaut, beschrieben u. a. in US 4,838,944 (1989) und US 2,661,349 (1985). Anschließend wird die Stärke verestert, wie im US-Patent 2,661,349 beschrieben. Neben den schon beschriebenen Nebenreaktionen der Reagenzien im wässrigen Medium, erweist es sich bei diesem Verfahren als nachteilig, dass nur abgebaute Stärke-Produkte erhalten werden.The synthesis of OSA starches in an aqueous medium is described in further patents. In the patent US 5,716,441 from 1998, before the reaction with ASA, an oxidation of the starch with potassium permanganate in an alkaline solution takes place. In this method, the combination of two previously known methods. In the first step, the starch is oxidatively degraded, described inter alia in US 4,838,944 (1989) and US 2,661,349 (1985). Then the starch is esterified, as in U.S. Patent 2,661,349 described. In addition to the already described side reactions of the reagents in an aqueous medium, it proves to be disadvantageous in this method that only degraded starch products are obtained.

Bei dem Verfahren von Bilmers und Machkewicz ( EP 761 691 ) erfolgt durch intensives Rühren oder Homogenisieren (Emulgieren) eine Vermischung von Stärke und des Säureanhydrides in Wasser. Die Veresterung wird schließlich durch die Einstellung des pH-Wertes erfindungsgemäß zwischen 7.1 und 11 in Gang gesetzt, wobei der pH-Wert während der Reaktion in diesem Bereich konstant gehalten wird. Nachteilig auf den Umsatz wirkt sich auch hier aus, dass es bereits beim anfänglichen Durchmischungsschritt zur Hydrolyse des Anhydrids kommt. Die Darstellung von Alkylester oder -ether der N-Alkylaminoverbindungen von Stärken und vorzugsweise ihrer Hydrolyseprodukte wird in der EP 725 082 beschrieben. Auch dieses Verfahren ist mehrstufig. Zunächst wird durch eine Druckreaktion das verwendete Polysaccharid in Gegenwart von Amin-Donatoren und eines Ni-Katalysators reduktiv aminiert. Anschließend erfolgt die Hydrophobierung nach Entfernung des Katalysators durch Veretherungs- bzw. Veresterungsreagenzien. Neben dem relativ hohen technischen Aufwand ist als Nachteil zu nennen, dass dieses Verfahren nur bei stark abgebauten Stärken gelingt. Außerdem handelt es sich um ein homogenes Verfahren, welches von der Stärke verarbeitenden Industrie nicht gewünscht wird. Vorteilhaft hingegen ist die große Auswahl der einsetzbaren Hydrophobierungsreagenzien, wie z. B. Isocyanate, Epoxide, Methylen-β-Lactone, und Alkenyl-Bernsteinsäureanhydride.In the case of Bilmers and Machkewicz ( EP 761 691 ) is carried out by intensive stirring or homogenizing (emulsifying) a mixing of starch and the acid anhydride in water. The esterification is finally initiated by the adjustment of the pH according to the invention between 7.1 and 11, wherein the pH is kept constant during the reaction in this area. A disadvantage of the conversion is that even at the initial mixing step hydrolysis of the anhydride occurs. The preparation of alkyl esters or ethers of the N-alkylamino compounds of starches and preferably their hydrolysis products is described in the EP 725 082 described. This procedure is also multi-level. First, the polysaccharide used is reductively aminated by a pressure reaction in the presence of amine donors and a Ni catalyst. The hydrophobization is then carried out after removal of the catalyst by etherification or esterification reagents. In addition to the relatively high technical complexity is to be mentioned as a disadvantage that this method only succeeds in greatly degraded starches. In addition, it is a homogeneous process, which is not desired by the starch processing industry. Advantageous, however, is the large selection of usable hydrophobing reagents, such as. As isocyanates, epoxides, methylene-β-lactones, and alkenyl succinic anhydrides.

In EP 332,027 wird die Herstellung von hydrophob bzw. hydrophob und hydrophil substituierten Estern von sauer, amylolytisch oder thermisch vorhydrolysierter Stärke oder von nach der Veresterung hydrolysierten Derivaten beschrieben. Die Veresterung der jeweiligen Stärke erfolgt dabei heterogen mit OSA gemäß US 2,661,349 nach Einstellung des Hydrolysegrades. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in seiner Variantenvielfalt, was die Herstellung einer funktionellen Breite in den Struktur-Wirkungs-Beziehungen gestattet. Als nachteilig sind wieder die auftretenden Hydrolysereaktionen des Anhydrides während der heterogenen Umsetzung anzusehen.In EP 332,027 the production of hydrophobic or hydrophobic and hydrophilic substituted esters of acid, amylolytically or thermally prehydrolyzed starch or after esterification hydrolyzed derivatives described. The esterification of the respective starch is carried out heterogeneously with OSA according to US 2,661,349 after adjustment of the degree of hydrolysis. The advantage of this method is its variety of variants, which allows the production of a functional width in the structure-activity relationships. Disadvantageous again are the occurring hydrolysis reactions of the anhydride during the heterogeneous reaction.

Stärkesuccinate mit DS-Werten bis zu 1,5 können durch die Methode von Shogren erreicht werden. Dabei wird im Vakuum getrocknete Stärke in Eisessig mit dem Anhydrid bei Temperaturen zwischen 120 und 180°C umgesetzt. Durch die Umsetzungen werden Mischester mit guten Ausbeuten erhalten. Die hohen Temperaturen und die während der Synthese herrschenden hohen Drücke machen diese Methode zur Hydrophobierung von Stärke aber relativ kostenintensiv.Starch succinates with DS values up to 1.5 can be achieved by the method of Shogren. In this case, dried in vacuo starch is reacted in glacial acetic acid with the anhydride at temperatures between 120 and 180 ° C. The reactions give mixed esters with good yields. The high temperatures and the high pressures prevailing during the synthesis make this method of hydrophobing starch but relatively expensive.

Die wesentlichsten Nachteile des Standes der Technik zur Synthese von ASA-Stärken bestehen darin, dass sie entweder in organischen Lösungsmitteln erfolgen oder infolge der in Konkurrenz zur Veresterung stehenden Hydrolyse des Anhydrides nur sehr mäßige Ausbeuten resultieren und/oder die Synthese nur unter großem technischen Aufwand, wie hohen Temperaturen und Drücken, mehrstufigen Synthesewegen bzw. eingeschränkter Auswahl der Ausgangsstärken möglich ist. Die traditionelle Stärkeverarbeitende Industrie führt sämtliche Modifizierungen der Ausgangsstärke im Slurry-System, d. h. im wässrigen Medium und in einem Temperaturbereich zwischen 10 und 60°C durch. Die Realisierung der Synthese von ASA-Stärken mit den bekannten Verfahren würde somit kostenintensive Investitionen nach sich ziehen. Aus umweltrelevanten Gründen wäre der Ersatz von Wasser als Reaktionsmedium durch organische Lösungsmittel in der heutigen Zeit nicht mehr nachvollziehbar.The most significant disadvantages of the prior art for the synthesis of ASA starches are that they either take place in organic solvents or result in only very moderate yields as a result of the hydrolysis of the anhydride in competition with the esterification and / or the synthesis only with great technical effort, how high temperatures and pressures, multi-step synthesis routes or limited choice of output strengths is possible. The traditional starch processing industry carries out all modifications of the starting starch in the slurry system, i. H. in an aqueous medium and in a temperature range between 10 and 60 ° C. The realization of the synthesis of ASA starches with the known methods would thus entail costly investments. For environmental reasons, the replacement of water as a reaction medium by organic solvents in the present time would be incomprehensible.

Die US 3,839,320 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stärkeestern aus mono- und dibasischen organischen Säureanhydriden, wobei Magnesiumoxid oder Magnesiumhydroxid eingesetzt wird, um die Bildung von überschüssiger Säure zu kontrollieren.The US 3,839,320 relates to a process for the preparation of starch esters from mono- and dibasic organic acid anhydrides, wherein magnesium oxide or magnesium hydroxide is used to control the formation of excess acid.

Die DE 199 51 734 A1 betrifft regioselektiv substituierte Oligo- und Polysaccharidester, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.The DE 199 51 734 A1 relates to regioselectively substituted oligo- and polysaccharide esters, a process for their preparation and their use.

In der GB 1 585 200 wird ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenhydratestern sowie anderen organischen Verbindungen beschrieben, die Hydroxylgruppen enthalten.In the GB 1 585 200 describes a process for the preparation of carbohydrate esters and other organic compounds containing hydroxyl groups.

Die JP 06192995 A betrifft u. a. die Herstellung von beschichtetem Papier.The JP 06192995 A concerns, inter alia, the production of coated paper.

In der DE 699 13 064 T2 sind thixotropische Anstrichmittel mit hydrophoben Stärkederivaten beschrieben.In the DE 699 13 064 T2 Thixotropic paints with hydrophobic starch derivatives are described.

Ausgehend vom Stand der Technik war es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von hydrophoben Stärken bereitzustellen, mit dem unter möglichst effizienter Verwendung der Reagenzien möglichst hohe Substitutionsgrade erzielt werden können und somit ein möglichst ökonomischer Verfahrensablauf gewährleistet ist. Dabei soll das Verfahren einfach durchzuführen und auf eine Vielzahl von Stärken anwendbar sein.Starting from the prior art, it was thus an object of the present invention to provide a process for the preparation of hydrophobic starches, with the highest possible degree of substitution can be achieved with the most efficient use of reagents and thus the most economical process flow is guaranteed. The process should be simple and applicable to a variety of strengths.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the method having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Stärkederivats mit folgenden, sukzessiven Arbeitsschritten vorgeschlagen:

  • a) Dispergieren von Stärke und/oder Stärkederivaten in einer wässrigen Salzlösung,
  • b) Zugabe von Carbonsäurearihydriden,
  • c) Einstellung einer Temperatur des Reaktionsgemisches zwischen 0°C und 60°C,
  • d) Abbrechen der Reaktion durch Zugabe eines Alkohl-Wasser-Gemisches, wobei die Konzentration der Salzlösung eine Molalität zwischen 0.2 m und 7 m aufweist und die Salze anorganische Salze sind und die Kationen der anorganischen Salze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Li, Mg, Al, Cu, Zn.
According to the invention, a process for the preparation of a hydrophobic starch derivative with the following, successive working steps is proposed:
  • a) dispersing starch and / or starch derivatives in an aqueous salt solution,
  • b) addition of carboxylic acid anhydrides,
  • c) setting a temperature of the reaction mixture between 0 ° C and 60 ° C,
  • d) stopping the reaction by adding an alcohol-water mixture, wherein the concentration of the salt solution has a molarity between 0.2 m and 7 m and the salts are inorganic salts and the cations of the inorganic salts are selected from the group consisting of Li, Mg , Al, Cu, Zn.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Synthese von Stärkeestern in wässrigen Salzlösungen mit sehr hohen Ausbeuten gelingt. Besonders überraschend dabei war, dass durch den Zusatz von Salzen zum wässrigen Reaktionsmedium die konkurrierende Hydrolyse des eingesetzten Carbonsäureanhydrides zurückgedrängt werden kann, was schließlich zu höheren Ausbeuten und damit zu einer Kostenreduktion im Vergleich zum aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren führt. Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass ein Recycling der Salzlösung ohne weiteres möglich ist, wenn die anfallenden Filtrate bei den Waschprozessen aufgefangen werden.Surprisingly, it has been found that the synthesis of starch esters in aqueous salt solutions succeeds with very high yields. It was particularly surprising that the concurrent hydrolysis of the carboxylic anhydride used can be suppressed by the addition of salts to the aqueous reaction medium, which finally leads to higher yields and thus to a cost reduction compared to the known from the prior art. Another advantage of this is that one Recycling of the salt solution is readily possible if the resulting filtrates are collected in the washing processes.

Die optimale Konzentration wird dabei über eine Abhängigkeit des Löslichkeitsproduktes des eingesetzten Salzes in Wasser bestimmt.The optimum concentration is determined by a dependence of the solubility of the salt used in water.

Die Anionen der anorganischen Salze unterliegen erfindungsgemäß keiner besonderen Beschränkung, vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Anionen ausgewählt werden aus Chlorid, Sulfat und/oder Nitrat.According to the invention, the anions of the inorganic salts are not particularly limited, but it is advantageous if the anions are selected from chloride, sulfate and / or nitrate.

Zur Erzielung guter Ergebnisse des Verfahrens ist es weiter von Vorteil, wenn die Konzentration der Stärke- und/oder Stärkederivatdispersion 1 bis 50% (w/w), bevorzugt 5 bis 30% (w/w), besonders bevorzugt 10 bis 25% (w/w), beträgt.To achieve good results of the process, it is furthermore advantageous if the concentration of the starch and / or starch derivative dispersion is 1 to 50% (w / w), preferably 5 to 30% (w / w), particularly preferably 10 to 25% ( w / w).

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei mit beliebigen Stärken und/oder Stärkederivaten durchgeführt werden. Beispielsweise können Kartoffeln, Mais, Erbsen oder Getreide als Stärkequelle dienen.The process according to the invention can be carried out with any desired starches and / or starch derivatives. For example, potatoes, corn, peas or cereals can serve as a source of starch.

Dabei ist es ebenso unerheblich, ob die eingesetzte Stärke und/oder Stärkederivate unbehandelt, teil substituiert, teiloxidiert und/oder teilabgebaut sind. Erfindungsgemäß können ebenso Mischungen aus den zuvor genannten Stärken und/oder Stärkederivaten eingesetzt werden.It is also irrelevant whether the starch and / or starch derivatives used are untreated, partially substituted, partially oxidized and / or partially degraded. According to the invention, it is likewise possible to use mixtures of the abovementioned starches and / or starch derivatives.

Beider Verfahrensführung ist es von Vorteil, wenn der pH-Wert des Reaktionsmediums auf einen Wert zwischen 3 und 9, bevorzugt zwischen 4 und 8,5, eingestellt wird.In the process, it is advantageous if the pH of the reaction medium to a value between 3 and 9, preferably between 4 and 8.5, is set.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden in Schritt b) die Carbonsäureanhydride bezüglich der Stärke in einem molaren Verhältnis in Abhängigkeit des gewünschten DS-Wertes zwischen 0,01 und 1,0, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,5 zugegeben. Hier wird einmal mehr der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik deutlich, da im Stand der Technik bisher immer größere Mengen an Carbonsäureanhydriden bezüglich der Stärke zur Erweichung eines entsprechenden Substitutionsgrades (DS) zugegeben werden mussten.In an advantageous development of the process, in step b) the carboxylic acid anhydrides are added in a molar ratio with respect to the starch, depending on the desired DS value, between 0.01 and 1.0, preferably between 0.05 and 0.5. Here again, the advantage of the method according to the invention over the prior art is clear, since in the prior art ever greater amounts of carboxylic acid anhydrides with respect to the strength had to be added to soften a corresponding degree of substitution (DS).

Als Carbonsäureanhydride können dabei erfindungsgemäß bevorzugt Alkenylsuccinsäureänhydride eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt sind es die in Tabelle 1 angegebenen.Alkenylsuccinic acid anhydrides can preferably be used according to the invention as carboxylic anhydrides. Very particular preference is given to those given in Table 1.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) eine Temperatur zwischen 10 und 60°C, besonders bevorzugt zwischen 15 und 40°C eingehalten.In a further advantageous embodiment of the method, a temperature between 10 and 60 ° C, more preferably between 15 and 40 ° C is maintained in step c).

Die in Schritt c) einzuhaltende Reaktionszeit kann vorteilhaft dabei von 2 Stunden bis 200 Stunden, bevorzugt 2 bis 96 Stunden, besonders bevorzugt 2 bis 48 Stunden, betragen.The reaction time to be maintained in step c) can advantageously be from 2 hours to 200 hours, preferably from 2 to 96 hours, more preferably from 2 to 48 hours.

Zum Abbruch der Reaktion wird erfindungsgemäß ein Stoffgemisch aus Alkoholen und Wasser zugegeben. Dabei können grundsätzlich alle Alkohole, die mit Wasser mischbar sind, eingesetzt werden. Beispiele sind: Ethanol, 2-Propanol, Methanol, tert. Butanol.To terminate the reaction, a mixture of alcohols and water is added according to the invention. In principle, all alcohols which are miscible with water can be used. Examples are: ethanol, 2-propanol, methanol, tert. Butanol.

Je nach Verfahrensführung kann dabei erfindungsgemäß Substitutionsgrad der hydrophoben Stärkederivate zwischen 0,01 und 1 eingestellt werden. Die Einstellung des Substitutionsgrades kann dabei durch die entsprechende Menge an Säureanhydrid, aber auch durch Abbruch der Reaktion am gegebenen Zeitpunkt erfolgen.Depending on the process, the degree of substitution of the hydrophobic starch derivatives can be adjusted to between 0.01 and 1 according to the invention. The adjustment of the degree of substitution can be done by the appropriate amount of acid anhydride, but also by stopping the reaction at the given time.

Bevorzugt findet das Verfahren Verwendung bei der Herstellung von Papierprodukten.Preferably, the method finds use in the manufacture of paper products.

Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele näher erläutert, ohne sie darauf zu beschränken:The invention is explained in more detail by the following examples, without being limited thereto:

Beispiel 1:Example 1:

Zunächst werden 12,5 g (0,077 mol/AGU) native Kartoffelstärke in 50 ml einer 2 m ZnCl2-Lösung gegeben und min intensiv gerührt. Anschließend werden 1,6 g (0,008 mol) Octenylsuccinsäureanhydrid (OSA) dazugegeben und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung wird ein Gemisch von 250 ml Ethanol/Wasser (50/50, v/v) hinzugeben. Nach der Filtration über eine G2-Fritte wird mit Ethanol/Wasser (50/50, v/v) bis zur Chloridfreiheit gewaschen. Abschließend wird die Probe mit Ethanol gewaschen und die OSA-Stärke im Trockenschrank bei 80°C getrocknet. Durch die beschriebene Prozedur wird eine OSA-Stärke mit einem DS = 0,1 erhalten. Das zugehörige 13C-CP/MAS-Spektrum ist in 2 dargestellt.First, 12.5 g (0.077 mol / AGU) of native potato starch in 50 ml of a 2 M ZnCl 2 solution and stirred min intensively. Subsequently, 1.6 g (0.008 mol) of octenylsuccinic anhydride (OSA) are added and stirred for 16 hours at room temperature. For work-up, a mixture of 250 ml of ethanol / water (50/50, v / v) is added. After filtration through a G2 frit, wash with ethanol / water (50/50, v / v) until free of chloride. Finally, the sample is washed with ethanol and the OSA Starch dried in a drying oven at 80 ° C. The procedure described gives an OSA strength with DS = 0.1. The associated 13 C-CP / MAS spectrum is in 2 shown.

Beispiel 2:Example 2:

20 g (0,123 mol/AGU) native Kartoffelstärke werden in 40 ml einer 1 m ZnCl2-Lösung gegeben und 10 min intensiv durchmischt. Anschließend werden 1,3 g (0,0062 mol) OSA hinzugesetzt und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wird eine OSA-Stärke mit einem DS = 0,04 erhalten.20 g (0.123 mol / AGU) of native potato starch are added to 40 ml of a 1 M ZnCl 2 solution and thoroughly mixed for 10 min. Subsequently, 1.3 g (0.0062 mol) of OSA are added and stirred for 16 hours at room temperature. After washing and drying according to Example 1, an OSA starch with a DS = 0.04 is obtained.

Beispiel 3:Example 3:

200 g (1,23 mol/AGU) einer kationischen Stärke (DS = 0,03) werden in 600 ml einer 2 m ZnCl2-Lösung gegeben und 10 min intensiv durchmischt. Nach Zusatz von 20,8 g (0,1 mol) OSA wird unter Konstanthaltung des pH-Wertes auf 4 für 72 h gerührt. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wird eine OSA-Stärke mit einem DS = 0,08 erhalten.200 g (1.23 mol / AGU) of a cationic starch (DS = 0.03) are placed in 600 ml of a 2 M ZnCl 2 solution and thoroughly mixed for 10 min. After addition of 20.8 g (0.1 mol) of OSA is stirred while keeping the pH to 4 for 72 h. After washing and drying according to Example 1, an OSA starch with a DS = 0.08 is obtained.

Beispiel 4:Example 4:

10 g (0,054 mol/AGU) Carboxymethylstärke (DS = 0,56) werden in 100 ml einer 2 m ZnCl2-Lösung gegeben und 10 min intensiv gerührt. Der pH-Wert wird auf 4 eingestellt. Anschließend werden 1,14 g (0,005 mol) Octenylsuccinsäureanhydrid (OSA) dazugegeben und 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der pH-Wert wird während der Synthese auf 4 konstant gehalten. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wurden 10,34 g des Stärkederivates mit einem DS (OSA) = 0,08 erhalten.10 g (0.054 mol / AGU) of carboxymethyl starch (DS = 0.56) are added to 100 ml of a 2 M ZnCl 2 solution and stirred vigorously for 10 min. The pH is adjusted to 4. Subsequently, 1.14 g (0.005 mol) of octenylsuccinic anhydride (OSA) are added and stirred for 18 hours at room temperature. The pH is kept constant at 4 during the synthesis. After washing and drying according to Example 1, 10.34 g of the starch derivative were obtained with a DS (OSA) = 0.08.

Beispiel 5:Example 5:

25 g (0,154 mol/AGU) native Kartoffelstärke werden in 50 ml einer 5,5 m MgCl2-Lösung gegeben und 10 min intensiv durchmischt. Anschließend werden 3,3 g (0,016 mol) OSA hinzugesetzt und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wird eine OSA-Stärke mit einem DS = 0,01 erhalten.25 g (0.154 mol / AGU) of native potato starch are added to 50 ml of a 5.5 m MgCl 2 solution and thoroughly mixed for 10 min. Subsequently, 3.3 g (0.016 mol) OSA are added and stirred for 16 hours at room temperature. After washing and drying according to Example 1, an OSA starch with a DS = 0.01 is obtained.

Beispiel 6:Example 6:

25 g (0,154 mol/AGU) native Kartoffelstärke werden in 100 ml einer 1,0 m Al(NO3)3-Lösung gegeben und 10 min intensiv durchmischt. Anschließend werden 3,2 g (0,015 mol) OSA hinzugesetzt und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wird eine OSA-Stärke mit einem DS = 0,02 erhalten.25 g (0.154 mol / AGU) native potato starch in 100 ml of a 1.0 M Al (NO 3) 3 solution and mixed for 10 minutes intensively. Subsequently, 3.2 g (0.015 mol) of OSA are added and stirred for 16 hours at room temperature. After washing and drying according to Example 1, an OSA starch with a DS = 0.02 is obtained.

Beispiel 7:Example 7:

In ca. 70 ml einer 0,44 m ZnCl2-Lösung (4,21 g ZnCl2 auf 70 g H2O) wird durch Zugabe von 0,1 N HCl der pH-Wert auf 4 eingestellt. Anschließend werden 25 g (0,1 54 mol/AGU) native Kartoffelstärke zur Salzlösung gegeben und 10 min intensiv gerührt. Schließlich werden 4,1 g (0,02 mol) OSA hinzugesetzt, insgesamt 24 h gerührt und während der gesamten Zeit mit 1 N NaOH der pH-Wert auf 4 konstant gehalten. Nach Wäsche und Trocknung gemäß Beispiel 1 wurden 30,15 g OSA-Stärke (Trockengehalt: 92,94) und mit einem DS (OSA) = 0,13 erhalten.In about 70 ml of a 0.44 m ZnCl 2 solution (4.21 g ZnCl 2 to 70 g H 2 O), the pH is adjusted to 4 by addition of 0.1 N HCl. Subsequently, 25 g (0.1 54 mol / AGU) of native potato starch are added to the salt solution and stirred vigorously for 10 min. Finally, 4.1 g (0.02 mol) of OSA are added, the mixture is stirred for a total of 24 h and the pH is kept constant at 4 with 1N NaOH throughout. After washing and drying according to Example 1, 30.15 g of OSA starch (dry content: 92.94) and with a DS (OSA) = 0.13 were obtained.

Beispiel 8:Example 8:

200 g (1,23 mol/AGU) einer kationischen Stärke (DS = 0,03) werden in ca. 600 ml einer 2 M ZnCl2-Lösung (163,6 g ZnCl2 in 600 ml H2O) gegeben und 10 min intensiv gerührt. Innerhalb von 5 min werden 31,1 g LA-SAR (Bernsteinsäureanhydrid mit C16 bis C18-Seitenketten) zugetropft. Der pH-Wert wird während der Reaktionszeit auf 4 konstant gehalten. Nach 45 h wird die Reaktion durch Zusatz von 1,2 l Ethanol-Wasser-Gemisch (50/50, v/v) beendet. Es erfolgen Wäsche und Trocknung analog Beispiel 1. Der DS der hydrophoben LASAR-Stärke beträgt 0,04.200 g (1.23 mol / AGU) of a cationic starch (DS = 0.03) are placed in about 600 ml of a 2 M ZnCl 2 solution (163.6 g ZnCl 2 in 600 ml H 2 O) and 10 intensively stirred. Within 5 minutes, 31.1 g of LA-SAR (succinic anhydride with C16 to C18 side chains) are added dropwise. The pH is kept constant at 4 for the reaction time. After 45 h, the reaction is terminated by adding 1.2 l of ethanol / water mixture (50/50, v / v). Washing and drying are carried out analogously to Example 1. The DS of the hydrophobic LASAR starch is 0.04.

Beispiel 9 (Leimpressung und Cobb-Werte): Example 9 (size press and Cobb values):

Die Papiere (Inkjetbasispapier ohne Oberflächenleimung mit einem Flächengewicht von 80 g/m2) werden in einer Laborleimpresse der Fa. Mathis bei einer Flottentemperatur von 50°C mit 8%-iger Stärkelösung behandelt. Die Blätter werden anschließend mittels Schnelltrockner getrocknet. Die applizierte Stärkemenge beträgt jeweils ca. 1,5 g/m2 / Seite.The papers (inkjet base paper without surface sizing with a weight per unit area of 80 g / m 2 ) are treated in a laboratory size press from Mathis at a liquor temperature of 50 ° C. with 8% strength starch solution. The leaves are then dried by means of rapid drying. The applied amount of starch is in each case about 1.5 g / m 2 / side.

Die Bestimmung der Wasseraufnahme der so beschichteten Papiere erfolgte gemäß Methode nach Cobb 60 (Vorschrift DIN 53 132). Die Ergebnisse sind in Tab. 2 dargestellt. Tabelle 2: Bestimmung der Cobb60-Werte Papier DS der OSA-Stärke Wasseraufnahme in [g/m2] (Methode nach Cobb60) Rohpapier (ohne Stärkebeschichtung) - 50 Kationisierte, oxidierte Kartoffelstärke (Referenz) - 38 mit hydrophobierter Stärke 0,04 26 mit hydrophobierter Stärke 0,05 24 mit hydrophobierter Stärke 0,07 17 The determination of the water absorption of the thus coated papers was carried out according to the method according to Cobb 60 (regulation DIN 53 132). The results are shown in Tab. Table 2: Determination of Cobb 60 values paper DS of OSA strength Water absorption in [g / m 2 ] (method according to Cobb 60 ) Raw paper (without starch coating) - 50 Cationized, oxidized potato starch (reference) - 38 with hydrophobicized starch 0.04 26 with hydrophobicized starch 0.05 24 with hydrophobicized starch 0.07 17

Beispiel 10 (Bestimmung des Kontaktwinkels):Example 10 (determination of the contact angle):

Der Randwinkel oder Kontaktwinkel bildet sich an der Phasengrenze dreier miteinander nicht mischbarer Phasen einstellt, z. B. bei der begrenzten Benetzung eines Festkörpers durch eine Flüssigkeit. Der Kontaktwinkel charakterisiert den Grad der Benetzung und gibt z. B. Hinweise zur Bedruckbarkeit von Papier.The contact angle or angle forms at the phase boundary of three mutually immiscible phases, z. B. in the limited wetting of a solid by a liquid. The contact angle characterizes the degree of wetting and gives z. B. Information on the printability of paper.

Der Kontaktwinkel der nach Beispiel 9 beschichteten Papiere mit einer gemäß Beispiel 3 hergestellte hydrophobierte Stärke mit dem DS (OSA) = 0,05 wird bestimmt. Als Referenz diente eine kationisierte, oxidierte Stärke (3). Die Werte sind in Tab. 3 dargestellt.The contact angle of the papers coated according to Example 9 with a hydrophobicized starch prepared according to Example 3 with DS (OSA) = 0.05 is determined. As a reference, a cationized, oxidized starch ( 3 ). The values are shown in Tab.

Die Aufnahme und die Messung des Kontaktwinkels wurde mit einem optischen Kontaktwinkelmessgerät der Fa. DataPhysics Instruments gemäß Sessile Drop Methode durchgeführt. Als Testflüssigkeit diente destilliertes Wasser. Tabelle 3: Bestimmung der Kontaktwinkel unterschiedlicher Stärken Probe Kontaktwinkel Kationisierte, oxidierte Kartoffelstärke 62° Hydrophobierte Stärke mit DS = 0,05 105° The recording and the measurement of the contact angle was carried out with an optical contact angle measuring instrument from the company DataPhysics Instruments according to the Sessile Drop method. The test liquid was distilled water. Table 3: Determination of the contact angles of different strengths sample contact angle Cationized, oxidized potato starch 62 ° Hydrophobized starch with DS = 0.05 105 °

1 zeigt ein Syntheseschema zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Stärkederivats. Dabei ist der erfindungsgemäße Reaktionsschritt, bei dem die Hydrolyse des eingesetzten Säureanhydrids weitgehend unterbleibt der unerwünschten Nebenreaktion gegenübergestellt. 1 shows a synthesis scheme for the preparation of a starch derivative of the invention. In this case, the reaction step according to the invention, in which the hydrolysis of the acid anhydride used is largely avoided, is contrasted with the undesired secondary reaction.

2 zeigt einen Ausschnitt eines 13C-NMR- 2 shows a section of a 13 C NMR

Spektrums eines erfindungsgemäß hergestellten Stärkederivats, das ausgehend von Kartoffelstärke durch Reaktion mit Octenylbernsteinsäureanhydrid (OSA) synthetisiert wurde. Der Substitutionsgrad beträgt bei diesem Beispiel 0,1. Im Spektrum sind alle C-Atome bezeichnet. Zwischen 60 und 100 ppm finden sich die 6 C-Atome der Stärke-Anhydoglucoseeinheit (AGU). Bei 130 ppm ist die Doppelbindung des Octenyl-Restes zu sehen.Spectrum of a starch derivative prepared according to the invention, which was synthesized starting from potato starch by reaction with octenyl succinic anhydride (OSA). The degree of substitution in this example is 0.1. In the spectrum all C-atoms are designated. Between 60 and 100 ppm, the 6 C atoms of the starch anhydoglucose unit (AGU) can be found. At 130 ppm, the double bond of the octenyl radical can be seen.

Bei 181 ppm wird die Carboxyl-Funktion beobachtet. Die Alkygruppen, wie CH3, CH2, und CH, sind zwischen 10 und 50 ppm zu finden. Die Bestimmung des DS-Wertes erfolgt durch Integration der NMR-Signale und Vergleich der resultierenden Flächen und den Peaks. Das Verhältnis der Integrale der Alkylgruppen des Octenyl-Restes, z. B. der Methyl-Gruppe, zum C1-Signal der Stärke-AGU bestimmt den DS-Wert.At 181 ppm, the carboxyl function is observed. The alkyl groups such as CH 3 , CH 2 , and CH are found between 10 and 50 ppm. The DS value is determined by integration of the NMR signals and comparison of the resulting areas and the peaks. The ratio of the integrals of the alkyl groups of the octenyl radical, z. As the methyl group, to the C 1 signal of the starch AGU determines the DS value.

3 zeigt den Einfluss der Hydrophobierung eines erfindungsgemäß hergestellten Stärkederivates (mit OSA hydrophobierte Kartoffelstärke, DS = 0,05) gegenüber kationisier, ter, oxidierter Kartoffelstärke anhand des Kontaktwinkels, der bei der Benetzung mit einem Wassertropfen gebildet wird. Deutlich erkennbar ist, dass bei dem erfindungsgemäß hergestellten Stärkederivat der Kontaktwinkel deutlich größer als bei der unbehandelten Stärke ist. 3 shows the influence of the hydrophobization of a starch derivative prepared according to the invention (potato starch rendered hydrophobic with OSA, DS = 0.05) versus cationized, oxidized potato starch on the basis of the contact angle formed on wetting with a water drop. It can be clearly seen that in the starch derivative prepared according to the invention the contact angle is significantly greater than in the case of the untreated starch.

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Stärkederivates mit folgenden, sukzessiven Arbeitsschritten: a) Dispergieren von Stärke und/oder Stärkederivaten in einer wässrigen Salzlösung b) Zugabe von Carbonsäureanhydriden c) Einstellen einer Temperatur des Reaktionsgemisches zwischen 0°C und 60°C d) Abbrechen der Reaktion durch Zugabe eines Alkohol-Wasser-Gemisches, wobei die Konzentration der Salzlösung eine Molalität zwischen 0.2 m und 7 m aufweist und die Salze anorganische Salze sind und die Kationen der anorganische Salze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Li, Mg, Al, Cu, Zn.Process for the preparation of a hydrophobic starch derivative with the following, successive working steps: a) dispersing starch and / or starch derivatives in an aqueous salt solution b) Addition of carboxylic acid anhydrides c) Setting a temperature of the reaction mixture between 0 ° C and 60 ° C. d) stopping the reaction by adding an alcohol-water mixture, wherein the concentration of the salt solution has a molarity between 0.2 m and 7 m and the salts are inorganic salts and the cations of the inorganic salts are selected from the group consisting of Li, Mg , Al, Cu, Zn. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anionen der anorganischen Salze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Chlorid, Sulfat und/oder Nitrat.A method according to claim 1, characterized in that the anions of the inorganic salts are selected from the group consisting of chloride, sulfate and / or nitrate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Stärke- und/oder Stärkederivatdispersion 1 bis 50% (w/w), bevorzugt 5 bis 30% (w/w), besonders bevorzugt 10 bis 25% (w/w) beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the concentration of the starch and / or starch derivative dispersion 1 to 50% (w / w), preferably 5 to 30% (w / w), particularly preferably 10 to 25% (w / w). w) is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke und/oder Stärkederivate aus Kartoffeln, Reis, Mais, Erbsen und/oder Getreide stammen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starch and / or starch derivatives of potatoes, rice, corn, peas and / or cereals originate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) unbehandelte, teilsubstituierte, teiloxidierte und/oder teilabgebaute Stärke und/oder Stärkederivate oder Mischungen daraus eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that untreated, partially substituted, partially oxidized and / or partially degraded starch and / or starch derivatives or mixtures thereof are used in step a). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der pH-Wert der Stärke- und/oder Stärkederivatdispersion in Schritt a) auf einen Wert zwischen 3 und 9, bevorzugt zwischen 4 und 8,5 eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pH of the starch and / or starch derivative dispersion in step a) is adjusted to a value between 3 and 9, preferably between 4 and 8.5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Carbonsäureanhydride bezüglich der Stärke in einem molaren Verhältnis zwischen 0,01 und 1,0, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,5 zugegeben werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step b) the carboxylic anhydrides are added with respect to the starch in a molar ratio of between 0.01 and 1.0, preferably between 0.05 and 0.5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbonsäureanhydride ausgewählt sind aus der Gruppe der Alkenylsuccinsäureanhydride (ASA).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carboxylic anhydrides are selected from the group of alkenyl succinic anhydrides (ASA). Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkenylsuccinsäureanhydride (ASA) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid (TPSA), n-Octenylbernsteinsäureanhydrid (OSA), n-Dodecylbernsteinsäureanhydrid (DDSA), n-Tetradecenylbernsteinsäureanhydrid (TDSA), n-Hexadecylbernsteinsäureanhydrid (HDSA), n-Octadecylbernsteinsäureanhydrid (ODSA), Polyisobutenyl bernsteinsäureanhydrid (PIBSA) und/oder Mischungen hieraus.A method according to the preceding claim, characterized in that the alkenyl succinic anhydrides (ASA) are selected from the group consisting of tetrapropenylsuccinic anhydride (TPSA), n-octenylsuccinic anhydride (OSA), n-dodecylsuccinic anhydride (DDSA), n-tetradecenylsuccinic anhydride (TDSA), n-hexadecylsuccinic anhydride (HDSA), n-octadecyl succinic anhydride (ODSA), polyisobutenyl succinic anhydride (PIBSA) and / or mixtures thereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) eine Temperatur zwischen 10 und 60°C, bevorzugt zwischen 15 und 40°C eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) a temperature between 10 and 60 ° C, preferably between 15 and 40 ° C is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reaktionszeit im Schritt c) von 2 Std. bis 200 Std., bevorzugt von 2 bis 96 Stunden, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 48 Stunden, eingehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a reaction time in step c) of 2 hours to 200 hours, preferably from 2 to 96 hours, most preferably from 2 to 48 hours, is maintained. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass die Alkohole (Schritt d) ausgewählt sind aus mit Wasser mischbaren Alkoholen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the alcohols (step d) are selected from water-miscible alcohols. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass ein Substitutionsgrad (DS) des synthetisierten hydrophoben Stärkederivats zwischen 0,01 und 1 einstellbar ist.Method according to one of the preceding claims, that a degree of substitution (DS) of the synthesized hydrophobic starch derivative is adjustable between 0.01 and 1.
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