羟丙基淀粉醚9049-76-7

羟丙基淀粉醚（Hydroxypropyl Starch Ether, HPS）详解

羟丙基淀粉醚（HPS）是一种通过化学改性天然淀粉得到的水溶性高分子聚合物，具有优异的增稠、保水、黏结和成膜性能，广泛应用于建材、食品、医药、日化等领域。

1. 基本特性

• 化学结构：淀粉葡萄糖单元上的羟基（-OH）与环氧丙烷发生醚化反应，引入羟丙基（-CH₂-CHOH-CH₃）。

• 取代度（DS）：通常为0.1~0.3，DS越高，水溶性越强。

• 溶解性：

• 低取代度（DS<0.1）：需加热溶解。

• 高取代度（DS>0.2）：冷水可溶，溶液透明稳定。

• 黏度：受淀粉来源（玉米、木薯、马铃薯）和取代度影响，通常500~5000 mPa·s（1%水溶液）。

• 稳定性：

• 耐酸碱性（pH 3~11稳定）。

• 抗酶解性优于原淀粉。

2. 合成工艺

反应机理

$${\text{Starch-OH + CH}}_2{\text{-CH-CH}}_3\stackrel{\text{NaOH}}{\to }{\text{Starch-O-CH}}_2{\text{-CHOH-CH}}_3$$

关键步骤：

1. 碱化：淀粉在NaOH溶液中活化，生成淀粉钠（Starch-O⁻Na⁺）。

2. 醚化：通入环氧丙烷，60~80℃反应4~8小时。

3. 后处理：中和、洗涤（去除NaCl和丙二醇）、干燥。

影响因素：

• 催化剂：NaOH用量（通常淀粉质量的5~10%）。

• 反应温度：温度过高可能导致副反应（如淀粉降解）。

• 环氧丙烷比例：决定取代度（DS）。

3. 主要应用

(1) 建筑材料（最大应用市场）

• 干混砂浆（腻子、瓷砖胶、石膏基产品）：

• 保水性：延缓水分蒸发，防止开裂。

• 润滑性：改善施工手感，降低刮涂阻力。

• 黏结强度：提高与基材的附着力。

• 水性涂料：替代部分HEC（羟乙基纤维素），降低成本。

(2) 食品工业（需食品级HPS, E1440）

• 增稠稳定剂：用于酱料、乳制品、冷冻食品。

• 脂肪替代品：模拟油脂口感（低热量食品）。

(3) 医药与日化

• 药物缓释剂：作为片剂黏合剂或包衣材料。

• 化妆品：洗发水、乳液中的增稠稳定剂。

(4) 其他领域

• 纺织印染：浆料成分，提高纤维上浆效果。

• 石油开采：钻井液增稠剂，控制流变性。