淀粉基复合凝胶干燥剂的制备与性能分析

何贤培

（佛山市顺德区特普高实业有限公司，广东 佛山 528318）

淀粉基复合凝胶干燥剂的制备与性能分析

何贤培

（佛山市顺德区特普高实业有限公司，广东 佛山 528318）

CaCl2和MgCl2是价格低廉而且具有强吸湿性能的无机干燥剂，但吸湿后容易潮解成水溶液而容易污染物品，故而使用受到很大的限制。淀粉是高分子有机物，与水反应后因为有溶胀作用而不容易溶解和流动。本研究主要从改善CaCl2和MgCl2的潮解作用、提高其吸湿性等目的出发，以淀粉为聚合主体，CaCl2和MgCl2为除湿性添加剂，将它们复合制备出了新型复合凝胶干燥剂。

氯化镁；氯化钙；干燥剂；淀粉；凝胶

硅胶干燥剂具有吸附性能好、化学性质稳定、无毒无污染等特点，因而常用来做食品和药品级的专用干燥剂。蒙脱石作为矿物干燥剂，由于其天然易降解、吸附性能优良、化学性质较为稳定等特点，常用作工业用途。但是无论是硅胶干燥剂还是矿物干燥剂，均存在吸水率低，吸水速度慢等特点，这限制了其作为货柜干燥剂这类需要吸水率高、吸水速度快的适用。一般情况下，硅胶和蒙脱石的吸水率约为29%。有学者通过对硅胶用CaCl2和MgCl2进行改性研究，使得硅胶的吸附率增加为未改性前的2倍［1］。但是由于硅胶和矿物干燥剂的吸水能力有限，影响了实际的使用效果。李鑫等［2］，指出了复合吸附剂、多孔材料的改性、绿色可降解材料、新型功能合成材料的研制将是开发高性能实用除湿材料的方向。

本文利用CaCl2和MgCl2的强吸水能力，使用淀粉作为保水材料，制备出淀粉基复合凝胶干燥剂，保证了吸水率的前提下，也保证了产品的安全性能，使得其能更好的适合工业用途和远程货柜运输的需要。

1　实验部分

1.1主要试剂与仪器

CaCl2（衢州市博特化工有限公司）；MgCl2（连云港冠苏事业有限公司）；淀粉（河北燕兴化工有限公司）。

CH340恒温恒湿箱（意大利ACS）；NMT-2005精密烤箱（深圳市耐美特工业设备有限公司）

1.2淀粉基复合凝胶干燥剂的制备与检测

（1）淀粉放入烤箱内，在60℃下加热2h，脱除其内部水份。（2）将淀粉冷却至室温，分别取一定质量的淀粉，加入一定质量的CaCl2或MgCl2，混合均匀。（3）将混合均匀的干燥剂放入恒温恒湿箱子中，设置温度为25℃，湿度为90%RH，时间15d，计算吸水率。

2　结果与讨论

2.1单纯组份的MgCl2、CaCl2和淀粉的吸附能力

在复合材料制备之前，有必要对MgCl2、CaCl2和淀粉单独的吸水性能进行研究，以分析制备以后的复合材料之优劣性。CaCl2和水能发生反应生成水合物，一个CaCl2分子能与六个水分子发生反应［3］。根据潮解的定义，晶体能自发吸收空气中的水蒸汽，在它们的固体表面逐渐形成饱和溶液，假设物质吸附平衡移动至饱和溶液，故有：

式中Q：吸附百分率；S：溶解度。

由推导出来的公式显示，溶解度越小的物质，潮解后对水的能力就越强。表1的数据很好的验证了上述公式，表明了纯MgCl2的吸水能力比CaCl2的吸水能力强。

表1　MgCl2、CaCl2和淀粉的吸附能力Tab.1　Adsorption capacity of magnesium chloride calcium chloride and starch

2.2淀粉基复合凝胶干燥剂的吸附能力

图1　淀粉凝胶干燥剂的吸附性能Fig.1　Research on the desiccant of starch gel

MgCl2与CaCl2本身的吸附能力不一样，当用他们复合成干燥剂时，复合材料的吸附性能与MgCl2和CaCl2本身的吸附能力有关。图1中的是具有潮解能力的MgCl2或CaCl2与淀粉按照质量比为7∶3制成的淀粉基凝胶干燥剂，随着时间的变化的吸附能力的数据。其吸附能力与表1中的数据相差不大。

图2　MgCl2淀粉基复合凝胶干燥剂的吸附性能Fig.2　Research on the desiccant of MgCl2starch gel

由于MgCl2的优异吸附性能，根据不同比例的MgCl2和淀粉复合成的凝胶干燥剂的吸附能力，得到图2中的数据。由表中可以看出复合后的干燥剂吸附性能都得到了很好的提升，都比纯的MgCl2或者是纯的淀粉吸附能力要强。由于淀粉的溶胀作用，MgCl2吸水后没有形成液体状，而是形成果冻状，减少了污染包装内容物的风险，同时增强了吸附的性能，最高吸附率达到280%，是传统硅胶材料的9倍。

3　结论

（1）本文根据潮解的定义，假设物质吸附平衡移动至饱和溶液，提出了潮解物质溶解度与物质吸水率之间的关系公式，并在实验中得到了验证。

（2）以CaCl2和MgCl2为除湿性添加剂制备出淀粉基复合凝胶干燥剂，研究了其吸水率。

（3）MgCl2与淀粉以一定比例复合，可使得复合凝胶干燥剂获得最佳的吸水率。

［1］ 贺杨堃，杨继萍，王小芃.新型硅胶复合干燥剂的制备与性能研究［J］.高校化学工程学报，2012，（6）.

［2］ 李鑫，李忠，韦利飞，等.除湿材料研究进展［J］.化工进展，2004（8）.

［3］ 徐云龙，刘栋.六水氯化钙相变材料过冷性质的研究［J］.材料工程，2006，（S1）.

Research on the desiccant of starch gel

HE Xian-pei
（Foshan Shunde topcod Industoy Co.，Ltd.Foshan 528318，China）

Calcium chloride and magnesium chloride are inexpensive and has strong moisture absorption properties of inorganic desiccant，but after moisture easily deliquescence into aqueous solution and easily contaminated items and therefore the use is limited by the great.Starch is the organic polymer，the reaction with water because of swelling and not easy to dissolve and flow.This study mainly from the improvement of deliquescent effect of calcium chloride and magnesium chloride to improve the Absorbent.With starch as the main body，calcium chloride and magnesium chloride as desiccant additives，they were combined to prepare a new composite gel desiccant.

magnesium chloride；calcium chloride；desiccant；starch；gel

O47.3

A

2016-08-13

何贤培（1990-），男，广东省佛山市人，助理工程师，2013年毕业于东华理工大学化学工程与工艺专业本科，研究方向：防潮包装材料以及变色功能材料。