[发明专利]交联羧甲基淀粉的红外线合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及淀粉改性技术，具体是一种交联羧甲基淀粉的红外线合成方法。

技术背景

淀粉可以进行单次改性及复合改性。淀粉羧甲基化和交联是其中开发较早的两类改性方法。羧甲基化是指淀粉与一氯乙酸在氢氧化钠存在下起醚化反应，为双分子亲核取代反应，葡萄糖单位中醇羟基被羧甲基取代的过程，其反应历程如下：

(1)淀粉-OH+NaOH→淀粉-O-Na+H₂O

(2)  淀粉-O-Na+ClCH₂COONa→淀粉-O-CH₂COONa+NaCl

淀粉羧甲基化以后，淀粉具有强亲水性，取代度0.1以上能够低温水溶，得到澄清透明的粘稠淀粉糊，糊粘度较原淀粉高，稳定性也好。交联化是指淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂起反应，在不同淀粉分子的羟基间形成醚化或酯化键而交联起来的过程。目前工业生产最普遍使用的交联剂有环氧氯丙烷、三偏磷酸钠和三氯氧磷等。淀粉分子间形成交联键，增大了分子，提高了平均相对分子量，也增强了分子间的氢键强度，使淀粉颗粒结构更强。对羧甲基淀粉进行适度交联是复合改性过程。由于交联作用，羧甲基淀粉溶于水后形成了更强大分子网络结构，从而大大提高了水溶液的粘度。交联羧甲基淀粉可以在食品工业作为增稠稳定剂、悬浮剂和粘合剂等使用，也能代替一部分价格高的植物胶；在医药工业作为药片粘合剂和崩解剂，控制药片崩解和有效药物溶出；在日用化工及化妆品中作为粘合剂、悬浮剂和增稠剂，洗涤剂中加入少量能够提高污渍悬浮性，提高洗涤效果；在纺织工业中作上浆料，成膜性好，织布效率高，退浆容易，不需要加酶处理，还能降低废水生物耗氧量，减少污染；在石油工业钻井中能够增加保水性以保护钻头，提高其使用寿命。

现有羧甲基淀粉合成中通常不引入交联，在同等情况下不能达到较高粘度；且生产过程耗时长、成本高，对环境污染较为严重，使得羧甲基淀粉的生产和使用受到了一定的局限。

羧甲基淀粉合成方法有多种：水媒法、有机溶剂法、半干法和干法等。水媒法只能生产取代度小于0.07的产品，这是由于取代度更高的羧甲基淀粉在冷水中易糊化，产品难于提纯回收，而且废水量大，造成环境污染。有机溶剂法中加入乙醇、丙醇或异丙醇等有机溶剂防止羧甲基淀粉在反应中发生糊化，能够制备高取代度、高纯度的产品，是工业中应用较多的一种生产方法；但缺点在于需要较多有机溶剂的加入，回收困难且回收率低，产品成本高。而干法中不使用有机溶剂，制备时间短；但设备要求较高，难于控制，而且反应不均匀，产品中含有残余反应试剂等杂质。半干法介于有机溶剂法与干法之间，节省成本，无污染，反应均匀易控制，所得产品仍能保持原淀粉颗粒结构，流动性好，易溶于水且不结块；但产品中仍含有部分杂质。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种交联羧甲基淀粉的红外线合成方法，采用红外线催化醚化和交联反应同时加热干燥技术，加速反应进行，改善产品性质，提高羧甲基淀粉水溶液粘度，拓宽了该产品的使用范围；同时减少有机溶剂使用量，无需回收酒精，降低能耗，而且缩短反应时间，提高效率，降低交联羧甲基淀粉生产成本。

本发明的交联羧甲基淀粉的红外线合成方法包括以下步骤：

(1)在容器中加入一氯乙酸，用浓度为30％重量的氢氧化钠进行中和，冷却后加入50～80％体积乙醇溶液，滴加环氧氯丙烷，混合均匀；然后加入原淀粉，混合均匀；

(2)将容器物料进行搅拌预反应，反应温度控制在15～40℃，一般在室温下进行，时间在20-50min以内，然后将容器中混合物倒出，离心除去少量液体，然后将滤饼打碎；

(3)将打碎的滤饼置于红外线反应器中，恒温定时反应，反应温度为110～130℃，时间在30～50min以内；得到改性淀粉取出粉碎；

上述原料用量重量单位公斤时，体积单位升，具体如下：

一氯乙酸                        15～23份重量

浓度为30％重量的氢氧化钠溶液    44～58份重量

浓度为50～80％体积的乙醇溶液    50份体积

环氧氯丙烷                      3×10^-6～1.2×10^-5份重量

原淀粉    100份重量

所述原淀粉包括谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉、改性淀粉中的一种或一种以上；

所述的谷类淀粉采用玉米、小麦、大米中的一种或一种以上；

所述的薯类淀粉采用马铃薯、木薯、芭蕉芋中的一种或一种以上；