本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，且特別涉及一種增加多糖的飽和度的方法、糊化甲基化合物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的增稠材料、印刷材料或者成膜材料，大多數(shù)溶水速度慢，溶解度低。例如常見(jiàn)的羧甲基纖維素鈉溶水速度慢，溶解度低。溶解時(shí)只能將羧甲基纖維素鈉緩慢加入水中，并快速攪拌才能溶解，以防結(jié)塊。不能將水直接加入羧甲基纖維素鈉中，將水直接加入羧甲基纖維素鈉中會(huì)導(dǎo)致甲基結(jié)團(tuán)無(wú)法溶解。
為了加快羧甲基纖維素鈉的溶水速度，目前的解決方法是將羧甲基纖維素鈉溶化在乙二醇、甘油等有機(jī)溶劑中，然后迅速加水?dāng)嚢?。但是這種溶化在乙二醇、甘油等有機(jī)溶劑中的羧甲基纖維素鈉易沉淀、結(jié)塊、穩(wěn)定時(shí)間不超過(guò)2天。加工成甲基水溶液后大大提高了包裝和運(yùn)輸成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種增加多糖的飽和度的方法，其能夠使得多糖的飽和度增加。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種糊化甲基化合物，其具有高的飽和度，溶解性強(qiáng)，能快速溶解水中；且能夠溶解于高粘液體中，彌補(bǔ)高粘液體再次增稠困難的問(wèn)題，特別適合一些特定領(lǐng)域的使用。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種糊化甲基化合物的應(yīng)用，其能夠應(yīng)用于印刷材料、成膜材料、增稠材料中。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提供的增加多糖的飽和度的方法，包括在催化劑作用下，將多糖溶解于活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中。
本發(fā)明提供的糊化甲基化合物，根據(jù)上述的增加多糖的飽和度的方法制備得到。
本發(fā)明提供的應(yīng)用為糊化甲基化合物在印刷材料、成膜材料、增稠材料中的應(yīng)用。
本發(fā)明有益效果是：
本發(fā)明提供的增加多糖的飽和度的方法，在催化劑作用下，將多糖溶解于活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中，從而提高了多糖的飽和度，使得多糖在水中的溶解度得到了提高，溶解速度加快。
本發(fā)明提供的糊化甲基化合物極易溶解于水中，能夠?qū)⑺苯蛹尤牒谆芤褐校⑶也粫?huì)導(dǎo)致糊化甲基化合物結(jié)團(tuán)。溶解于水中后具有較強(qiáng)的流動(dòng)性和潤(rùn)滑性，其干燥后所形成的膜更加的緊密，并且具有較強(qiáng)的強(qiáng)度以及韌性。且能夠溶解于高粘液體中，彌補(bǔ)高粘液體再次增稠困難的問(wèn)題，特別適合一些特定領(lǐng)域的使用。
本發(fā)明提供的糊化甲基化合物能夠應(yīng)用于印刷材料、成膜材料、增稠材料中。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的增加多糖的飽和度的方法、糊化甲基化合物、糊化甲基水溶液及其應(yīng)用進(jìn)行具體說(shuō)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供的增加多糖的飽和度的方法具體如下：
在催化劑作用下，將多糖溶解于活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中。
其中，活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)包括低分子聚丙烯酸鈉或者丙烯酸鈉單體中的至少一種。
聚丙烯酸鈉是一類水溶性高分子電解質(zhì)材料，用途廣泛。其中低分子量(500～104)聚丙烯酸鈉是一種水溶性高分子電解質(zhì)，應(yīng)用廣泛。主要用作鍋爐防垢、阻垢劑、造紙顏料分散劑、食品增稠劑、紡織上漿劑、鉆井降粘劑、涂料分散劑、洗滌助劑、粒狀農(nóng)藥的載體、金屬材料的新型淬火劑等。
低分子量聚丙烯酸鈉主要是以過(guò)硫酸鹽為引發(fā)劑，異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑、在連續(xù)攪拌的情況下進(jìn)行水溶液聚合，也稱作動(dòng)態(tài)水溶液聚合法。采用此方法，得到的低分子量產(chǎn)品，需要單體2-4倍的異丙醇。
聚丙烯酸鈉能夠與多糖發(fā)生反應(yīng)，取代多糖中的羥基中的氫原子，從而提高多糖的飽和度。
同樣地，丙烯酸鈉單體也能夠與多糖發(fā)生反應(yīng)，取代多糖中的羥基中的氫原子。
進(jìn)一步地，將多糖溶解于活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中時(shí)，需要在催化劑作用下。上述的催化劑也稱引發(fā)劑，常用于引發(fā)烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應(yīng)，也可用于不飽和聚酯的交聯(lián)固化和高分子交聯(lián)反應(yīng)。
其中，過(guò)硫酸銨是一種無(wú)機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑。這類無(wú)機(jī)過(guò)氧化合物因溶于水，多用于乳液和水溶液聚合反應(yīng)，主要為過(guò)硫酸鹽類，在本實(shí)施例中上述的催化劑包括過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉或者過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉中的任意一種。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中選擇過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鉀。進(jìn)一步優(yōu)選地，在本實(shí)施例中催化劑選擇過(guò)硫酸銨。
具體地，過(guò)硫酸銨是一種白色結(jié)晶或粉末。無(wú)氣味。干燥純品能穩(wěn)定數(shù)月，受潮時(shí)逐漸分解放出含臭氧的氧，加熱則分解出氧氣而成為焦硫酸銨。易溶于水，水溶液呈酸性，并在室溫中逐漸分解，在較高溫度時(shí)很快分解放出氧氣，并生成硫酸氫銨。用作聚合的引發(fā)劑，不僅能夠保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，反應(yīng)速率快，獲得良好的產(chǎn)品，并且過(guò)硫酸銨容易得到，價(jià)格成本較低，使得整個(gè)生產(chǎn)方法的成本較低。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
當(dāng)選擇過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉時(shí)，能夠進(jìn)一步地節(jié)約成本，并且不會(huì)影響反應(yīng)的發(fā)生。
進(jìn)一步地，上述的多糖包括纖維素、纖維素的衍生物。
纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纖維素含量接近100％，為天然的最純纖維素來(lái)源。一般木材中，纖維素占40～50％，還有10～30％的半纖維素和20～30％的木質(zhì)素。
常溫下，纖維素既不溶于水，又不溶于一般的有機(jī)溶劑，如酒精、乙醚、丙酮、苯等。它也不溶于稀堿溶液中。因此，在常溫下，它是比較穩(wěn)定的，這是因?yàn)槔w維素分子之間存在氫鍵。纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，能溶于銅氨Cu(NH3)4(OH)2溶液和銅乙二胺[NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2溶液等。
纖維素的衍生物是以纖維素高分子中的羥基與化學(xué)試劑發(fā)生酯化或醚化反應(yīng)后的生成物。按照反應(yīng)生成物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以將纖維素衍生物分為纖維素醚和纖維素酯以及纖維素醚酯三大類。實(shí)際商品化應(yīng)用的纖維素酯類有:纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯、纖維素乙酸丁酸酯和纖維素黃酸酯。纖維素醚類有:甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、氰乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素等。此外，還有酯醚混合衍生物。
通過(guò)上述的方法，將纖維素或者纖維素的衍生物溶解于有機(jī)基團(tuán)溶液中，能夠增加其飽和度，從而增大其在水中的溶解性。
進(jìn)一步地，將上述多糖溶解于上述活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中時(shí)，是在常溫下進(jìn)行。
具體地，將上述的多糖在常溫下，溶解于活性鈉基低分子有機(jī)基團(tuán)溶液中，從而發(fā)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種糊化甲基化合物，其中該糊化甲基化合物是根據(jù)上述的增加多糖的飽和度的方法制備得到。
上述多糖包括甲基纖維素、甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉中的任意一種。
羧甲基纖維素鈉又稱羧甲基纖維素鈉鹽，羧甲基纖維素鈉，是當(dāng)今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類。是葡萄糖聚合度為100～2000的纖維素衍生物，相對(duì)分子質(zhì)量242.16。白色纖維狀或顆粒狀粉末。無(wú)臭，無(wú)味，無(wú)味，有吸濕性，不溶于有機(jī)溶劑。
具體制備時(shí)，將羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉或者丙烯酸鈉單體，選擇過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉或者過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉中的任意一種作為催化劑，在常溫下，發(fā)生反應(yīng)，生成一種糊化甲基化合物，即糊化羧甲基纖維素鈉。
上述生成的這種糊化羧甲基纖維素鈉，極易溶于水中。具有非常良好的穩(wěn)定性，并且在密封靜止?fàn)顟B(tài)下可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，保質(zhì)期超過(guò)一年。
同樣地，選取甲基纖維素、甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素也能生成上述的糊化甲基化合物，并且具有良好的穩(wěn)定性，極易溶于水。
進(jìn)一步地，上述的糊化甲基化合物中的羥基的取代度大于1。從而有效地提高了其溶解性，使得其在水中的溶解度增高，溶解速度增快。
進(jìn)一步地，將上述的糊化甲基化合物溶解于水中，即可以形成糊化甲基水溶液。其中，糊化甲基化合物與水的質(zhì)量比為1-2:0.8-1.5。當(dāng)糊化甲基化合物與水的質(zhì)量比為1-2:0.8-1.5時(shí)，糊化甲基化合物能夠完全地溶解于水中，并且形成穩(wěn)定的糊化甲基水溶液，不容易發(fā)生腐敗分解降粘。所形成的糊化甲基水溶液具有良好的流動(dòng)性和潤(rùn)滑性。進(jìn)一步地，上述的糊化甲基水溶液的所形成的干燥膜非常的緊密，并且具有優(yōu)良的韌性以及強(qiáng)度。
進(jìn)一步優(yōu)選地，上述的糊化甲基化合物與水的質(zhì)量比為1:1。此時(shí)，不僅糊化甲基化合物能夠完全地溶解于水中，形成穩(wěn)定的水溶液，而且水溶液中的糊化甲基的含量為50％，進(jìn)一步保證了糊化甲基水溶液的穩(wěn)定性，提高了糊化甲基水溶液的保質(zhì)期。
進(jìn)一步地，將上述的糊化甲基化合物溶解于高粘液體中，從而能夠彌補(bǔ)高粘液體再次增稠困難的問(wèn)題，特別適合一些特定領(lǐng)域的使用。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種糊化甲基化合物在增稠材料中的應(yīng)用。將上述的糊化甲基化合物應(yīng)用于增稠材料中，具有良好的穩(wěn)定性，并且能夠迅速調(diào)粘。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的增加多糖的飽和度的方法制備的糊化甲基化合物增大了甲基化合物的飽和度，使得得到的產(chǎn)品的溶解性提高，極易溶于水，且能快速溶解在高粘溶液中，而且穩(wěn)定性良好。利用上述的糊化甲基化合物制備的水溶液，溶解量大，溶液的穩(wěn)定性、粘度良好，潤(rùn)濕性和流動(dòng)性高，水溶液干燥成膜的強(qiáng)度大、韌性好，并且膜的致密性良好。將這種糊化甲基化合物應(yīng)用于增稠材料，極大地提高了產(chǎn)品在水中的溶解量、溶解速度、水溶液的保質(zhì)期，從而大大減少了運(yùn)輸成本和包裝成本。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸銨作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉1g，水1g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸鉀作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于丙烯酸鈉單體溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉1g，水0.8g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸鈉作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉2g，水1.5g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉1.5g，水0.9g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉1g，水1g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取甲基纖維素與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸銨作為催化劑，在常溫下，將甲基纖維素溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化甲基纖維素。
稱量上述制得的糊化甲基纖維素1g，水0.9g，將糊化甲基纖維素溶解于水中，制得糊化甲基纖維素水溶液。
實(shí)施例7
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸銨作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉10g，水100g，將糊化羧甲基纖維素鈉溶解于水中，制得高粘的糊化羧甲基纖維素鈉水溶液。攪拌均勻后再次加入10g糊化羧甲基纖維素鈉，每次添加10g,一直添加到水和糊化羧甲基纖維素鈉的比例為1:1，均可迅速溶解均勻。
實(shí)施例8
本實(shí)施例提供的一種糊化甲基化合物。
具體地，選取羧甲基纖維素鈉與低分子聚丙烯酸鈉，選取過(guò)硫酸銨作為催化劑，在常溫下，將羧甲基纖維素鈉溶解于低分子聚丙烯酸鈉溶液中，制得糊化羧甲基纖維素鈉。
稱量上述制得的糊化羧甲基纖維素鈉2g，100克1萬(wàn)粘的羧甲基纖維素鈉水溶液，將2g糊化羧甲基纖維素鈉溶入100克1萬(wàn)粘的羧甲基纖維素鈉水溶液，攪拌制得更高粘溶液后，再次加入2g糊化羧甲基纖維素鈉，依次加入5次合計(jì)加入10g糊化羧甲基纖維素鈉，均可迅速溶解均勻。
對(duì)比例
選取目前市場(chǎng)常見(jiàn)的增稠材料：羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、糊化淀粉、明膠、海藻酸鈉、瓜爾膠、阿拉伯樹(shù)膠、黃原膠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。
將上述的常見(jiàn)增稠材料與本發(fā)明實(shí)施例提供的糊化甲基化合物進(jìn)行對(duì)比。具體地，見(jiàn)表1。
表1本發(fā)明實(shí)施例提供的糊化甲基化合物及其水溶液與常見(jiàn)增稠材料性能對(duì)比
由上表可以看出，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的增稠材料：羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、糊化淀粉、明膠、海藻酸鈉、瓜爾膠、阿拉伯樹(shù)膠、黃原膠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。均無(wú)法達(dá)到本發(fā)明實(shí)施例提供的糊化甲基化合物的速溶效果、無(wú)法快速溶解在高粘溶液中、無(wú)法迅速調(diào)粘，并且溶解量均比較低。
綜上所述，利用本發(fā)明提供的增加多糖的飽和度的方法制備的糊化甲基化合物增大了甲基化合物的飽和度，使得得到的產(chǎn)品的溶解性提高，極易溶于水，能快速溶解在高粘溶液中，而且穩(wěn)定性良好。利用上述的糊化甲基化合物制備的水溶液，溶解量大，能快速溶解在高粘溶液中，溶液的穩(wěn)定性、粘度良好，潤(rùn)濕性和流動(dòng)性高，水溶液干燥成膜的強(qiáng)度大、韌性好，并且膜的致密性良好。將這種糊化甲基化合物應(yīng)用于印刷材料、成膜材料以及增稠材料，極大地提高了產(chǎn)品在水中的溶解量、溶解速度、水溶液的保質(zhì)期，從而大大減少了運(yùn)輸成本和包裝成本。這一優(yōu)勢(shì)尤其體現(xiàn)在做遠(yuǎn)距離客戶和出口業(yè)務(wù)時(shí)，大大節(jié)約了社會(huì)資源，也降低了工廠的使用成本。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。