專利名稱：一種交聯(lián)兩性木薯淀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)兩性木薯淀粉的制備方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)70年代以來，變性淀粉產(chǎn)品的研究和應(yīng)用呈現(xiàn)了明顯的增長勢(shì)頭，各種變性淀粉產(chǎn)品由于其優(yōu)良的應(yīng)用性能，倍受世界各國的關(guān)注。我國木薯淀粉資源豐富，通過物理、化學(xué)或酶法修飾或改性，可增加其功能性能或引進(jìn)新特性，滿足工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)多方面的需要。兩性淀粉系指在淀粉鏈中既接上陰離子，又接上陽離子兩類基團(tuán)的變性淀粉，具有陰離子淀粉、陽離子淀粉、天然高分子聚合物等多重結(jié)構(gòu)與特性，使用性能比單一變性的淀粉衍生物更為優(yōu)越。國外已開發(fā)出一些型號(hào)的兩性淀粉產(chǎn)品，如美國國家淀粉與化學(xué)品公司生產(chǎn)的 CAT073-8002, CAT078-0140, CAT0XX-0220 及英國 Stadex 公司生產(chǎn)的 Y9152 等。國內(nèi)有關(guān)兩性淀粉方面的報(bào)道主要是應(yīng)用于造紙行業(yè)的兩性淀粉。通常按反應(yīng)體系中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及物態(tài)不同，將兩性淀粉的合成方法分為濕法、干法、半干法三種。濕法研究較為成熟，它分為溶劑法和水法。溶劑法采用的一些溶劑存在毒性或易燃等問題，且回收溶劑成本較高； 水法按淀粉存在形式又包括糊法和漿法。糊法中淀粉以糊化狀態(tài)反應(yīng)，反應(yīng)物料黏度大，產(chǎn)物精制困難，目前此法應(yīng)用較少；漿法中淀粉以懸浮形式存在，反應(yīng)需加入抗凝劑避免其糊化，并低于糊化溫度反應(yīng)，導(dǎo)致后處理復(fù)雜。干法、半干法是近年發(fā)展起來方法，工藝技術(shù)尚不成熟。兩性淀粉的陽離子基團(tuán)一般為叔氨或季胺鹽類。通常，在工業(yè)中廣泛使用的是季胺類醚化劑，而叔胺類醚化劑如2- 二乙基氨基乙基氯化物(DEC)，由于其只在酸性條件下才具備陽離子性，應(yīng)用受到限制。國內(nèi)外在交聯(lián)陽離子和交聯(lián)陰離子淀粉的改性方面取得了一些進(jìn)展，但關(guān)于交聯(lián)兩性淀粉的研發(fā)國內(nèi)外報(bào)道較少。目前的成熟工藝基本是以有機(jī)溶劑為介質(zhì)，以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，氯乙酸和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨為醚化劑等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高兩性木薯淀粉的應(yīng)用性能，提供一種制備交聯(lián)兩性木薯淀粉的方法。具體步驟為(I)將木薯淀粉在60°C真空干燥箱中干燥至恒重，得干基木薯淀粉；(2)將步驟(I)所得干基木薯淀粉和去離子水加入反應(yīng)器中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30% 35%的淀粉溶液；(3)稱取O. 2 O. 4g催化劑氫氧化I- 丁基_3_甲基咪唑加入步驟(2)所得淀粉溶液中，滴加2 5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 % 40 %的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)體系pH至10 13，攪拌活化I. 5小時(shí)；(4)取6.67 13.34g 3_氯丙酸溶于10 20mL去離子水中，與5 IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 % 40 %的氫氧化鈉溶液混合加入步驟(3)所得物料中，維持pH為10 13，每隔 30分鐘加入lmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 % 40 %的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)溫度45 55°C，反應(yīng) 時(shí)間5 8小時(shí)，調(diào)節(jié)pH至5. 5 6. 5 ;(5)在步驟(4)所得產(chǎn)物中加入10 30g的二甲基二烯丙基氯化銨陽離子單體， 攪拌10 15分鐘至體系均勻；(6)分別稱取相當(dāng)于陽離子單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 05% 0. 2%的過硫酸銨和亞硫酸氫 鈉，按過硫酸銨和亞硫酸氫鈉質(zhì)量比為1 : 1溶于10mL去離子水中；(7)加熱步驟(5)所得產(chǎn)物的溫度至40°C時(shí)，將步驟(6)混合溶液用恒壓滴液漏 斗控制在30分鐘內(nèi)滴加到步驟(5)所得物料中，繼續(xù)反應(yīng)3 5小時(shí)，反應(yīng)物料冷卻至 30。。；(8)取0. 3 0. 6g多聚磷酸鈉和0. 2 0. 4g氫氧化鈉加入到步驟(7)所得物料 中，保持溫度30°C，繼續(xù)反應(yīng)1. 5小時(shí)；調(diào)節(jié)體系pH至6 7 ;(9)用體積分?jǐn)?shù)為95%的工業(yè)乙醇沉淀步驟(8)所得溶液，抽濾，得濾餅，用去離 子水洗濾餅至AgN03檢測(cè)無沉淀；(10)將步驟(9)所得濾餅放入玻璃皿中，置于50°C的真空干燥箱中干燥至恒重即 得粗廣品；(11)將步驟(10)粗產(chǎn)品以體積比為60 40的冰醋酸-乙二醇混合溶劑通過索 氏抽提器抽提24小時(shí)去除均聚物，然后在50°C的真空干燥箱中干燥至恒重即得產(chǎn)品。(12)用滴定法測(cè)定產(chǎn)物的陰離子取代度，具體操作方法如下精確稱量1. Og的試 樣放入50mL燒杯中，加入30mL濃度為0. lmol/L的HC1溶液，磁力攪拌3小時(shí)至交聯(lián)兩性 淀粉充分酸化，抽濾，水洗至AgN03檢測(cè)無沉淀。將該處理過的試樣置于250mL燒杯中，力口 入100mL水，加熱溶解至澄清，冷卻至室溫。滴入2 3滴酚酞指示劑，用0. lmol/L的NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色。在相同條件下，進(jìn)行空白滴定。陰離子取代度DS計(jì)算式為
權(quán)利要求
1. 一種交聯(lián)兩性木薯淀粉的制備方法，其特征在于具體步驟為(1)將木薯淀粉在60°c真空干燥箱中干燥至恒重，得干基木薯淀粉；(2)將步驟(I)所得干基木薯淀粉和去離子水加入反應(yīng)器中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 35%的淀粉溶液；(3)稱取O.2 O. 4g催化劑氫氧化I- 丁基-3-甲基咪唑加入步驟(2)所得淀粉溶液中，滴加2 5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% 40%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)體系pH至10 13，攪拌活化I. 5小時(shí)；(4)取6.67 13.34g 3-氯丙酸溶于10 20mL去離子水中，與5 IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% 40%的氫氧化鈉溶液混合加入步驟(3)所得物料中，維持pH為10 13，每隔30 分鐘加入ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% 40%的氫氧化鈉溶液，控制反應(yīng)溫度45 55°C，反應(yīng)時(shí)間 5 8小時(shí)，調(diào)節(jié)pH至5. 5 6. 5 ;(5)在步驟(4)所得產(chǎn)物中加入10 30g的二甲基二烯丙基氯化銨陽離子單體，攪拌 10 15分鐘至體系均勻；(6)分別稱取相當(dāng)于陽離子單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)O.05% O. 2%的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉， 按過硫酸銨和亞硫酸氫鈉質(zhì)量比為I : I溶于IOmL去離子水中；(7)加熱步驟(5)所得產(chǎn)物的溫度至40°C時(shí)，將步驟(6)混合溶液用恒壓滴液漏斗控制在30分鐘內(nèi)滴加到步驟(5)所得物料中，繼續(xù)反應(yīng)3 5小時(shí)，反應(yīng)物料冷卻至30°C ；(8)取O.3 O. 6g多聚磷酸鈉和O. 2 O. 4g氫氧化鈉加入到步驟(7)所得物料中，保持溫度30°C，繼續(xù)反應(yīng)I. 5小時(shí)；調(diào)節(jié)體系pH至6 7 ;(9)用體積分?jǐn)?shù)為95%的工業(yè)乙醇沉淀步驟(8)所得溶液，抽濾，得濾餅，用去離子水洗濾餅至AgNO3檢測(cè)無沉淀；(10)將步驟(9)所得濾餅放入玻璃皿中，置于50°C的真空干燥箱中干燥至恒重即得粗 ；(11)將步驟(10)粗產(chǎn)品以體積比為60 40的冰醋酸-乙二醇混合溶劑通過索氏抽提器抽提24小時(shí)去除均聚物，然后在50°C的真空干燥箱中干燥至恒重即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交聯(lián)兩性木薯淀粉的制備方法。以木薯淀粉為起始原料，水為溶劑，多聚磷酸鈉為交聯(lián)劑，氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑和氫氧化鈉為醚化催化劑，二甲基二烯丙基氯化銨和3-氯丙酸為兩性試劑，通過催化醚化、接枝、交聯(lián)三元變性制備一種交聯(lián)兩性淀粉。本發(fā)明制備的交聯(lián)兩性淀粉，兼具交聯(lián)淀粉和兩性淀粉的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)污水凈化、造紙助劑和化妝品等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C08B31/12GK102585098SQ201210062480
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者呂虎強(qiáng), 張垚, 文雯, 李和平, 楊官威, 楊永哲, 胡楊 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)