[发明专利]热塑性葡甘聚糖及其制备方法

说明书

(一)技术领域  本发明涉及一种热塑性葡甘聚糖及其制备方法，属于含葡甘聚糖材料的组合物技术领域。

(二)背景技术  全世界每年有1.5亿吨石油、天然气等有限的石化资源用于化学合成“合成高分子”，为了减少废弃合成高分子材料产品对环境的影响和有限资源的利用，重新构筑可持续发展的人类社会已成为世界各国的共识。实现世界经济的可持续发展，国内外的相关研究前沿之一是利用清洁生产技术，将可再生的生物质资源，改性、合成满足使用要求的环境友好高分子新材料，降低对有限资源的消耗，减少材料使用后对环境的污染。

葡甘聚糖是一种从植物魔芋、菊芋、蕉藕，微生物细菌中提取的天然高分子多糖，其分子中包含葡萄糖和甘露糖，以β-1，4-糖苷键连接，同时在甘露糖C-3位上还存在短支链结构，而在C-6位上还存在乙酰基团(约每19个糖残基上存在一个乙酰基)，这些乙酰基的存在控制了分子水溶性的大小。葡甘聚糖具有亲水性、凝胶性、成膜性、抗菌性、可食用性、低热值性等多种特性和一些特殊的生理功能，可广泛应用于环保、食品、医药、化工以及生物领域。作为一种可再生天然资源来源充足、可生物降解、具有化学可修饰的官能团，并具有一定金属离子络合能力。作为可再生资源，它的改性和利用一方面可节省大量石油资源，另一方面可以缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的环境污染，葡甘聚糖及其改性材料废弃后可以在自然环境中实现生物量的循环。葡甘聚糖经疏水改性用作热塑填充材料、共混、共聚材料。热塑性葡甘聚糖加工性能良好，在挤塑、吹塑、注塑和发泡过程中具有优良的热塑加工特性和力学性能，其制品使用后完全降解且环境友好，可广泛地用于化工、农地膜、机电、建筑材料、包装和环保等生产加工领域。

(三)发明内容

1、发明目的  本发明的目的是提供一种以天然葡甘聚糖为原料，生产环境友好的热塑性葡甘聚糖的方法，为可再生资源葡甘聚糖的大规模开发利用服务。

2、技术方案  本发明的技术方案是：

一种热塑性葡甘聚糖，它的组分及各组分的重量配比为：纯化葡甘聚糖0.5～20份，引发剂0.01～3.0份，接枝单体1～9份，蒸馏水100～200份。

一种热塑性葡甘聚糖的制备方法：它是将纯化葡甘聚糖、引发剂、接枝单体、蒸馏水加入到带搅拌器的反应釜中于30～90℃下进行接枝共聚反应0.5～6h；接枝共聚反应完成后通过喷雾干燥即可获得热塑性葡甘聚糖粉体，亦可再通过挤出造粒或热压成型。

纯化葡甘聚糖是从植物魔芋、菊芋、蕉藕，微生物细菌中提取的葡甘聚糖粗品，平均粒径为1～100um，再经乙醇处理、提纯的葡甘聚糖。利用葡甘聚糖溶于水而不溶于有机溶剂且在有机溶剂中易于凝聚的特性，将葡甘聚糖粗品于浓度为50％的乙醇中浸提2次，然后用蒸馏水洗涤3次，溶胀后过滤，再用无水乙醇沉淀出初产品，初产品先用95％的乙醇洗涤，然后用用无水乙醇洗涤，洗涤后的产品经干燥即可获得纯化葡甘聚糖。

引发剂选用高锰酸钾，过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵和其它过硫酸盐，过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰，和其它过氧化物中的一种或两种以上的任意组合。

接枝单体可选用苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯，和含烯键的酸类或酯类中的一种或两种以上的任意组合。

将从植物魔芋、菊芋、蕉藕，微生物细菌中提取的葡甘聚糖粗品于浓度为50％的乙醇中浸提2次，然后用蒸馏水洗涤3次，溶胀后过滤，再用无水乙醇沉淀出初产品，初产品先用95％的乙醇洗涤，然后用用无水乙醇洗涤，洗涤后的产品经干燥即可获得纯化葡甘聚糖；按重量比取纯化葡甘聚糖0.5～20份，蒸馏水100～200份于反应釜中80℃下搅拌50min，以溶胀充分，然后降温至60℃，加入0.01～3.0份的引发剂反应10分钟，然后加入接枝单体0.5～10份，在30～90℃下，并同时通入N₂的条件下反应0.5～6小时；干燥，将反应后的液体通过喷雾干燥即可获得热塑性葡甘聚糖粉体，亦可再通过挤出造粒或热压成型。热塑性葡甘聚糖可用作热塑填充材料、共混、共聚材料。热塑性葡甘聚糖加工性能良好，在挤塑、吹塑、注塑和发泡过程中具有优良的热塑加工特性和力学性能，其制品使用后完全降解且环境友好，可广泛地用于化工、农地膜、机电、建筑材料、包装和环保等生产加工领域。

3、有益效果