改性淀粉调研报告Word文档格式.docx
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发展空间。
2.2国内研究进展
2.2.1淀粉的发展概况
中国淀粉年产量位居世界第二，仅次于美国，但由于技术水平不高，导致国内淀粉产品过剩，销路不畅；
而且从国外进口的高质量淀粉及改性淀粉产品已满足不了各种工业生产的需求，国内淀粉科技工作者必须重视对这方面技术的研究，尽量缩小国内淀粉加工业与世界先进水平的差距。
“十五”期间，中国淀粉行业发展取得很大成绩，淀粉产量持续快速增长，产品结构得到调整，新产品琳琅满目，淀粉品种增加了葛根和荞麦淀粉。
淀粉糖由6个品种发展到26个，改性淀粉由几个常用品种发展到复合改性、两性淀粉、多孔淀粉和抗消化淀粉等百余个。
由于改性淀粉具有许多卓越的性质，而且生产工艺简单，设备投资少，改性淀粉的生产和应用得到了迅速发展。
欧美发达国家改性淀粉的应用和发展有近200年的历史，而中国仅有20年的发展历程。
在一些国家，改性淀粉的生产占原淀粉的近1/3，而中国不到1/20。
2.2.2专利、学术研究现状
近年来国内改性淀粉产业专利申请多为新型产品的开发，而新型制备方法和工艺的开发较少，只有重视新产品新工艺的开发才能使改性淀粉产业取得良性发展，适应国内淀粉资源丰富和工业迅猛发展的国情。
食品工业中脂肪替代产品、功能膳食纤维和微胶囊保健食品可能是开发的重要领域；
另外改性淀粉作为一种重要的精细化工原料，接枝合成高吸水树脂、塑料橡胶填充剂和多功能膜材料、建筑材料助剂可能是其研究和开发的重要方向。
学术研究方面，国内淀粉研究国内外水平差距的主要原因是由于中国对改性淀粉的研究主要是以各高等院校、科研单位为主，多是针对淀粉的基础理论知识的研究，对工业化大生产及其应用技术的研究涉及较少，产品的更新与应用技术无人问津。
高等各院校中以华南理工大学、西南科技大学、天津大学研究人员较多。
附：
涉及知识产权统计
以改性淀粉为关键词，中英文范围内共检索专利3598条。
其中前十位如下：
中英文：
对申请人的统计结果如下
序号
名称
值
1
nipponstarchrefining日本立邦漆
67
2
procter&
gamble[us]宝洁
30
3
natstarchchemcorp淀粉化学集团
22
4
natstarchcheminvest[us]
21
5
natstarchcheminvest
6
fujiphotofilmcoltd富士胶片影像有限公司
7
ajinomotokk
20
8
国家淀粉及化学投资控股公司
19
9
aventiscropsciencegmbh[de]安万特
18
10
kaocorp花王
17
国内中文共检索出592篇：
中文：
宝洁公司
15
华南理工大学
13
陕西科技大学
天津大学
纳幕尔杜邦公司
江南大学
巴斯福股份公司
阿温提斯作物科学有限公司
赵小英
在研究文献资料方面，以华南理工大学较多，有一家公司佛山市华昊华丰淀粉有限公司，生产多种改性淀粉。
在文献资料数量方面，改性淀粉胶黏剂关于木材胶合板领域的较多，在建筑材料领域内研究相对少些。
2.2.3国内淀粉品种、生产厂家与市场情况
据不完全统计，目前国内改性淀粉产业化生产的品种中，氧化淀粉、预糊化淀粉、阳离子淀粉、酸解淀粉等4种产品占总量的75%左右，再加上其他占25%的少量产品，也仅有近10多种品种。
国内改性淀粉产品的应用领域主要集中在造纸、食品行业、纺织行业等行业，而国外应用领域有30多个行业。
专家建议应从应用角度、应用机理入手，研究产品的糊液性能、浆膜性能的影响因素，并以此为依据设计和制订产品生产工艺，确保产品的适用性。
总的看来，国内年产改性淀粉主要品种有10多个，其中氧化淀粉和阳离子淀粉所占的比重最大。
改性淀粉节能减排形势严峻，对清洁化生产提出了新的要求。
但国内淀粉衍生物行业依旧存在很多问题：
低水平重复研究现象严重，国家在这个领域的投入尚不足美国国民公司的1/10，从产品开发看，全球淀粉衍生物品种已达2000多种，中国目前只有百余种；
生产企业规模小，品种单一；
工艺装备落后，产品质量稳定性差；
缺乏系统研究。
因此，在改性淀粉的研究应用上，中国的市场潜力依旧很大，有待进一步的研究开发。
据粗略统计国内淀粉生产厂家近160家，产量统计表如表1所示，具体分布区域情况如图2所示，其中以山东、吉林、浙江三省内居多，三省厂家占据国内总数60%。
主要应用领域集中在食品、纺织、造纸、医药、化工等。
，具体厂家情况如表2所示。
表1.淀粉产量统计表
省份
产量/万吨
主要用途
山东
12
造纸、纺织、建材
吉林
3.5
食品、造纸
广东
6
纺织、造纸、食品、饲料、建材
广西
7
纺织、造纸、食品、饲料
江苏
4
纺织、造纸、食品、饲料、粘合剂
上海
1.5
食品、粘接剂、纺织
浙江
造纸、纺织、粘合剂、医药
福建
2
饲料、造纸
四川/重庆
纺织、造纸
江西
2.5
河北/天津
食品、纺织、造纸、石油钻井、印染
其他省份
5
纺织、造纸、食品、饲料、建材、石油钻井、粘接剂
图2.淀粉厂家分布情况
表2.国内生产淀粉主要厂家
企业名称
主要应用范围
设计产能（万吨）
长春大成集团改性淀粉公司
食品、纺织、造纸
24
巨能电力集团金玉米开发有限公司
造纸、食品
10
诸城兴贸玉米开发有限公司
食品、医药
吉林帝达淀粉生化有限公司
食品、纺织、造纸、医药
沈阳万顺达集团
杭州纸友科技股份有限公司
造纸
青州市晨鸣改性淀粉有限责任公司
山东照东方纸业集团
广东东美食品有限公司
广西明阳生化科技股份有限公司
食品、调味品
江西红星改性淀粉有限公司
纺织、造纸、包装、医药、陶瓷
吉林粮食集团曙光改性淀粉有限公司
纺织、造纸、包装、医药
顶新集团杭州普罗星淀粉有限公司
方便面、食品
天津顶峰淀粉开发有限公司
方便面
3
吉林正豪改性淀粉科技开发有限公司
磐安县益纸淀粉有限公司
广东佛山市华昊华丰淀粉公司
晋州市双龙改性淀粉厂
建筑、陶瓷
阳谷鲁燕化工有限公司
医药、化工
国民淀粉化学上海有限公司
食品
晋州市华祥科技有限公司
1
富阳市飞舟改性淀粉有限公司
食品、纺织
杭州普罗星淀粉有限公司
宁晋双喜改性淀粉有限公司
包装
枣庄市台儿庄区翔宇淀粉厂
偃师市华旭改性淀粉厂
皮革、化工、医药
0.8
桓台县锦湖改性淀粉厂
食品、化工、造纸
0.5
廊坊市广安改性淀粉厂窗体底端
肉制品
泰安市金山改性淀粉有限公司
皮革、医药、环保
四川沐川改性淀粉有限公司
化工
兰州威德改性淀粉有限责任公司
石油、化工
0.4
福州市淀粉厂
0.3
其他
27
合计
156
改性淀粉产品市场发展很快，并且每年以加快的速度增长。
我国淀粉的进出口情况如图3所示。
我国仍是一个发展中国家，劳动力资源丰富，生产成本较低，资源充足，原材料不需进口，同样可以拿到价廉物美的产品。
我国现有改性淀粉企业绝大部分已经改制成功或正在改制，具有了良好的竞争机制，所有这些都为改性淀粉行业确立国际竞争能力打下良好基础。
图3淀粉的进出口量统计表
国产改性淀粉在一些方面优势明显：
进口改性淀粉供货周期较长，远远比不上国产改性淀粉的灵活机动。
全国改性淀粉年产量在不断增加，单个企业的生产能力在明显增大，如：
长春大成实业集团一条湿法改性淀粉生产线的年生产能力即达6万吨，天津顶峰淀粉开发有限公司、东莞东美食品有限公司、广西明阳生化股份有限公司、山东诸城玉米淀粉有限公司、山东金玉米等企业都有单条年生产能力达3万吨甚至更大的生产线。
这些企业不但可实现改性淀粉规模化、集约化生产，同时，能保证改性淀粉产品质量的相对稳定。
2003年，我国改性淀粉产量45万吨，而2008年已突破90万吨，同比增长26.9%。
近年来改性淀粉在工业领域的应用范围越来越广，具有巨大的市场空间。
3.改性淀粉的制备
3.1改性淀粉的分类
目前，改性淀粉的品种、规格达两千多种，改性淀粉的分类一般是根据处理方式来进行，处理方法有物理改性、化学改性、生物改性、复合改性等。
1）物理改性
预糊化（α-化）淀粉、γ射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。
2）化学改性
用各种化学试剂处理得到的改性淀粉。
其中有两大类：
一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；
另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。
3）生物改性（酶法改性）：
各种酶处理淀粉。
如α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。
4）复合改性
采用两种以上处理方法得到的改性淀粉。
如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。
采用复合改性得到的改性淀粉具有两种改性淀粉的各自优点。
另外，改性淀粉还可按生产工艺路线进行分类，有干法（如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉等）、湿法、有机溶剂法（如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂）、挤压法和滚筒干燥法（如天然淀粉或改性淀粉为原料生产预糊化淀粉）等。
3.2各淀粉应用领域
1）氧化淀粉
造纸施胶剂、涂布黏合剂、瓦楞纸生产黏合剂；
纸箱纸袋黏合剂；
代阿拉伯胶生产糖果；
漂染精整上浆剂。
2）酸解淀粉
生产胶冻软糖、着哩类糖果的助剂、赋型剂；
造纸工业哑光机施胶；
经纱上浆剂、布料洗涤后整剂；
石膏板黏结。
3）交联淀粉
特点是热黏度稳定，能承受由于PH值改化和机械搅拌时黏度的影响。
作汤料罐头、蚝油酸奶增稠剂，粉丝生产助剂、波纹纸生产黏合剂、乳胶手套隔离剂、麻织物和牛仔布浆料。
4）阳离子淀粉
造纸湿布施胶剂、增强剂和助留剂，涂布施胶剂；
经纱上浆剂；
污水净化添加剂；
胶带纸生产添加剂。
5）磷脂淀粉
造纸施胶剂；
瓦楞纸、纸箱、纸袋生产黏合剂；
聚脂纤维经纱上浆剂；
锅炉防垢剂。
6醋脂淀粉
纺织上浆剂；
食品增稠剂。
7）羧甲基淀粉
洗涤助剂；
食品增稠剂、稳定剂和黏合剂；
油井泥浆处理剂。
8）羧烷基淀粉
洗涤用品增强剂；
纺织助剂。
3.3改性淀粉的生产方法
改性淀粉的品种虽然很多，但其主要生产方法有干法、湿法（包括溶剂法）和滚筒法等几种。
除此之外的挤压法、微波法、接枝共聚法在工业生产上并不常用。
湿法也称浆法，是将淀粉分散在水或其他液体介质中，配成一定浓度的悬浮液（淀粉乳），在一定的温度条件下，与化学试剂进行氧化、酯化、醚化、交联等反应，生成改性淀粉。
如果采用的分散介质不是水，而是有机溶剂或含水的混合溶剂时，为了以示区别，将这种方法也称为溶剂法。
大多数改性淀粉都可以通过湿法来生产。
干法，即淀粉在含少量水（通常在30%左右）或少量有机溶剂的情况下，与化学试剂发生反应生成改性淀粉的一种生产方法。
干法反应体系由于含水量小，所以干法生产中的一个最大的困难就是淀粉与化学试剂的均匀混合问题。
工业上除采用专门的混合设备外，还采用在湿的状态下混合，在干的状态下反应，分两步完成改性淀粉的生产。
干法生产的品种不如湿法生产的品种多，但干法生产工艺简单、收率高、无污染，是一种很有发展前途的生产方法。
滚筒法是工业上生产预糊化淀粉的一种重要方法，由于采用的关键设备是滚筒干燥机而得名，滚筒法通常只生产物理改性的预糊化淀粉，也可以在调浆时加入化学试剂，因其受设备及工艺条件的限制滚筒法生产的产品品种较少。
4.改性淀粉在建筑材料中应用
目前，已有多种淀粉被应用于建材领域，包括预糊化淀粉、醚化淀粉、交联淀粉、淀粉磷酸酯等，涉及的建材领域包括干粉砂浆、腻子粉、瓷砖粘合剂、白乳胶、墙纸粉、耐火材料等。
下面就主要领域的应用研究作一介绍。
4.1.砂浆中的应用研究
随着人们的环保意识不断提高,干混砂浆正在逐渐被推广应用,干混砂浆外加剂的发展是推广干混砂浆的技术关键。
淀粉醚作为增稠剂能影响以石膏、水泥和石灰为基料的砂浆稠度,改改砂浆的施工性和抗下垂性。
醚化淀粉包括多种类型的产品，如羧甲基淀粉醚（CMS）,羟丙基淀粉醚（BPS）,羟乙基淀粉醚（HES）、阳离子淀粉醚等。
淀粉应用于建筑砂浆其实在中国远古已有实例。
最早是糯米粉在建筑材料中的引用。
传说秦代修建长城时已用到糯米粉。
有实物依据的是在河南省邓县南北朝时期的一座砖墓，其胶结材料中就使用了糯米淀粉类的物质。
江苏淮安发掘的一号宋墓也是用糯米石灰浇砌。
上述例子中使用了糊化后的糯米淀粉。
糯米粉的支链淀粉含量达到100%，是相对分子量极高的高分子聚合物。
现代工业使用醚化淀粉作为砂浆添加剂，虽然它们的黏度较低（2%的溶液通常为100一500MPa.s）,但是在加人到含甲基纤维素（MC）的砂浆中后，能明显增加砂浆稠度，更有效地提高砂浆的抗下垂，抗滑移能力，改善砂浆的施工性。
华南理工大学的黄晓庆等对荷兰AVEBE公司的系列淀粉醚产品，分别作增稠，抗下垂，抗滑移性能测试，测试的淀粉醚型号有:
SolvitoseFC50、OpagelCMT、OpagelFP6等。
淀粉醚的增稠效果通过测试添加了淀粉醚的水泥砂浆的黏度来确定。
试验证明，如图2所示，添加了淀粉醚的水泥基砂浆或石膏基砂浆的黏度均明显提高，而且通过调节淀粉醚的改性方法和取代度，可以影响砂浆增稠速度以适应不同施工的要求。
图2添加淀粉醚的增稠效果
淀粉醚的抗下垂测试:
将砂浆填满一个内径为40mm，高165mm的半圆筒，将其竖起，5min后测量砂浆流出的距离。
砂浆配方为30份水泥，70份砂（0.3-0.6mm）和24份水，添加的聚合物总量为0.1%。
聚合物的配比为纤维素醚:
淀粉醚=7:
3。
纤维素醚CE15000的黏度为15000MPa.s（2%）。
结果如图3示:
图3砂浆下垂距离/mm
图4添加淀粉醚的砂浆抗滑移性
图5添加淀粉醚的砂浆的和易性
从图表可以看出淀粉醚可以有效地提高砂浆的抗下垂和抗滑移性能。
而纤维素醚通常只能提高体系的黏度和保水性，而不能提高抗下垂和抗滑移性能。
图6显示，加了淀粉醚的砂浆的良好工作性能时间比不加淀粉醚的砂浆大大延长，有利于改善砂浆的施工性能，提高工作效率。
淀粉和纤维素虽然都是由葡萄糖分子组成的，但它们的组成方式又有所不同，这种结构上的差异也决定了纤维素和淀粉性质上的差别。
将纤维素醚和淀粉醚结合使用，则可以发生良好协同作用。
试验证明，用淀粉醚取代20%一30%的纤维素醚用于砂浆中可以不降低砂浆体系的保水能力，且有效提高抗下垂、抗滑移能力。
朱宪荣等人研究利用糯米淀粉制备了羟甲基淀粉CMS，并研究了其对水泥砂浆的稠度、分层度和泌水性的影响。
研究结果表明，加入高、低质量分数的CMS，砂浆稠度均随CMS添加量而降低，其中，高质量分数CMS降稠效果更为显著。
添加0.1%低质量分数CMS只降低稠度3mm，且少量CMS降稠效果不明显；
而加入1%高质量分数CMS0.02%后，砂浆稠度持续降低，最大可降低5mm。
CMS可快速溶解与交联，并吸附水泥粒子，形成结构粘度．但CMS的引入同时减小了砂浆的水化作用，从而降低了砂浆的稠度，有利于施工操作。
由图中曲线2，3可以看出，引入低质量分数的CMS，砂浆分层度与泌水量随添加量总体持续升高（见图3），砂浆性能恶化；
加入高质量分数CMS时，砂浆分层度与泌水量随添加量持续降低，当质量分数达到0.08%时，砂浆几乎不泌水，分层度也降低到最低值，砂浆性能明显改善（见图4）．高质量分数与低质量分数CMS相比，其增加结构粘度占主要方面，砂浆的稠度、泌水性及其分层度均有改善，综合性能良好．
徐鹏等针对传统抹灰砂浆施工性能差、保水性差、黏结强度低以及易开裂等缺点,研究保水剂、淀粉醚、憎水剂和聚丙烯纤维对抹灰砂浆性能的影响,研制了一种新型抹灰砂浆。
其中淀粉醚对砂浆性能的影响，试验结果也表明表明了淀粉醚可以降低新拌砂浆的垂流程度，在墙面批荡工艺中，可以使批荡砂浆批得更厚。
在水灰比一定的条件下，随着淀粉醚掺量的增加，砂浆的稠度略有降低，而在砂浆的搅拌过程中发现加入淀粉醚的砂浆黏度明显增大，这说明淀粉醚的加入对砂浆稠度没有太大影响，而使砂浆黏度有所提高，这可能是淀粉醚可以降低新拌砂浆垂流程度的原因。
随着淀粉醚的加入，砂浆的分层度显著降低，当淀粉醚的掺量达到0.02%以后，分层度降低的趋势有所减缓，可以看出淀粉醚在极少的掺量下可以有效地提高抹灰砂浆的保水性，防止了抹灰砂浆的泌水。
同时，随着淀粉醚掺量的增大，砂浆的抗折和抗压强度也明显地降低。
另外，抹灰砂浆21d收缩率随着淀粉醚掺量的增加不断增大，这使淀粉醚在抹灰砂浆中的掺量会有一定的限制。
另外，淀粉醚加入后，抹灰砂浆的压折比较素砂浆明显地降低，而随着淀粉醚掺量的增大，砂浆的压折比不断增大，说明随着淀粉醚掺量的增大，抹灰砂浆的柔韧性逐渐改差，综上得出砂浆中淀粉醚的最佳掺量为0.01%。
4.2.腻子粉
随着人民生活水平的提高,环境保护意识也不断增强,人们对装饰材料的安全性提出了新的、更高的要求。
人们不但希望有一个舒适、温馨的居住环境,还要求装饰材料安全,对人的健康无害,所以发展绿色环保建材的呼声日益高涨,对墙面基层找平材料——建筑腻子也提出了绿色环保的要求。
我国建筑腻子产品的种类不少,但有品牌、有标准的腻子产品却较少,大部分是在工地现场配制,用料随便,配方随意,只要找平墙体即可,对粘结强度、耐水性、耐碱性、耐冻融性及施工等性能很少有人关心。
目前国内普遍使用的现场配制的建筑腻子是用107胶拌大白粉,这种腻子粘结度低、附着力差、不耐水、易起皮脱落,且107胶中还含有大量的游量甲醛,用于内墙后游离的甲醛仍会透过涂膜逐渐向室内散发，既污染环境，又对人体造成慢性的长期伤害。
另外市场上还有两种建筑腻子产品,分别用改性纤维素或改性淀粉拌大白粉,这两种腻子粘度低、附着力差、耐水性、耐冻性差,而且腻子松软,不易与水泥墙面结合。
张建生等研制出一种环保型建筑用内墙腻子粉，以自制的新型多功能高强淀粉胶粉为粘结剂,辅以无机填料及一些功能性助剂等,经过充分混合搅拌配制而成，其配方及性能如表1、表2。
该建筑腻子粉生产工艺简单、成本低廉、无毒无害、批刮性好、对环境友好,各项性能技术指标均达到建设部室内用腻子标准（JC/T3049-1998）的技术要求。
预糊化淀粉是通过加热淀粉乳使淀粉颗粒糊化、干燥、磨细、过筛而制得的。
预糊化淀粉，能够在冷水中溶胀溶解，形成具有一定黏度的半透明糊液。
其糊丝长，黏结力好。
以其制作简单、价格低廉、冷水可溶、黏结力好、无毒环保被广泛用于腻子粉中。
腻子粉在国内建筑行业被广泛用于内墙面的找平、打底。
其中干拌砂浆腻子是以有机高分子聚合物或无机黏结剂加人石粉及其它助剂制成的建筑装饰涂料的辅助材料。
预糊化淀粉是一种最常用的有机高分子黏结剂。
在中国北方气侯干燥地区，利用预糊化淀粉和CMC作为腻子粉的粘结剂即可得到较满意的效果。
如较常用的821腻子粉配方如下表所示：
比较各种使用不同原淀粉加工而成的预糊化淀粉，从性价比来说以木薯预糊化淀粉最为经济实用。
彭家惠等人也对腻子用的胶粉
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