[发明专利]一种辐射引发制备双元接枝淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织上浆用变性淀粉技术领域，具体涉及一种辐射引发制备接枝淀粉的方法。

背景技术

天然淀粉是一种环境友好的可再生的绿色资源，在工业、农业、医疗卫生和环境保护等众多领域有着广泛的应用。但是，随着现代科学技术的发展，天然淀粉的固有特性已远远不能满足现代工业的要求，因此，在上世纪初即逐渐产生氧化淀粉、酸解淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等众多的变性淀粉的生产方法和变性淀粉产品。

在众多的变性淀粉产品中，接枝淀粉在应用性能上是最具优越性，最具发展前景的一类变性淀粉。

将原淀粉与丙烯酸类单体如丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等进行接枝共聚反应，生成接枝淀粉。通过使用不同接枝单体、控制接枝率、接枝频率和接枝侧链的长短，可生产出各种具有独特性能的接枝淀粉产品。这类产品广泛用于高分子絮凝、高吸水材料、造纸工业助剂、纺织上浆、油田化学材料、可降解地膜和塑料等领域，尤其是在纺织上浆领域，由于PVA对环境严重污染和高成本性，致使在世界范围内形成了禁止使用的浪潮，因而使得作为第三代浆料的接枝淀粉倍受关注。

在世界范围内，接枝淀粉的生产多以化学引发的湿法反应进行生产。主要引发体系有如下几种：1)铈离子体系；2)过氧化氢引发体系；3)锰盐和高锰酸钾体系；4)过硫酸盐体系；5)其它引发体系。所有这些引发方式均须在溶剂条件下进行，反应完毕后要除去过量的引发剂和溶剂，生产工艺复杂，对设备要求较高，能耗高、易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于一种辐射引发制备双元接枝淀粉的方法，该方法工艺简单、生产成本低。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种辐射引发制备双元接枝淀粉的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1).按原淀粉∶丙烯酸∶醋酸乙烯酯的质量比＝100∶1～25∶1～30，选取原淀粉、丙烯酸和醋酸乙烯酯，原淀粉的含水率为12％～16％(质量)；将原淀粉置于混合器中开动搅拌，用雾化器将接枝单体丙烯酸、醋酸乙烯酯依次喷入原淀粉中，使其均匀混合，得混合物；

2).将混合物装入容器中封口后，置于⁶⁰Coγ辐照场中进行辐照，在常温下引发接枝反应，得共混物；辐照剂量率为5～400Gy/min，辐照剂量为5～50kGy；辐照过程可以是静态的连续辐照，亦可是动态步进式的间歇辐照；

3).将共混物置于烘箱中于130℃～180℃下进行烘燥2～3小时(使过氧化物分解，重新释放出自由基，促进接枝反应的进一步进行)，冷却后粉碎，过100目筛筛分，包装，得到双元接枝淀粉(其接枝率为0.2％～40％)。

所述原淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉等中的任意一种或任意二种的混合，任意二种混合时为任意配比。

丙烯酸类单体与原淀粉在有氧条件下(密封状态的有氧条件下)同时辐照，其中淀粉经γ射线照射后产生淀粉自由基，而丙烯酸类单体亦产生单体自由基，这些自由基密度高，接触几率大，在辐照过程中和辐照结束后均可发生接枝反应，生成接枝淀粉。少数自由基在氧的作用下生成过氧化物，这些过氧化物在其后的烘燥过程中受热分解，重新释放出自由基，进一步引发接枝反应。在发生接枝反应的同时，还伴生着淀粉的降解和氧化反应，以及单体的均聚等副反应。而这些副反应产物对纺织上浆而言又是极为有益的，因而无须进行复杂的后处理，使生产工艺得以极度的简单化，又大幅度降低了能耗，减少了环境的污染，降低了生产成本，尤其是在淀粉分子中引入了亲水性和亲酯性(即疏水性)的两种基团，极大地改善了产品的应用性能，对天然纤维和合成纤维都有极好的粘附力，而且浆膜柔韧性、耐磨性能好，有利于提高织造效率。

本发明的有益效果是：

1)充分利用了现有的辐照装置，使生产投资大幅降低；生产出能够取代PVA，满足纺织上浆要求的性能优异的接枝淀粉新产品。

2)本发明不用化学引发剂和其它助剂，不用水洗，因而使工艺更简单、易控、能耗低，无环境污染。

3)生产过程无废水、废气和废渣排放、可实现清洁无害化生产。

4)能耗少，生产成本低。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

如图1所示，一种辐射引发制备双元接枝淀粉的方法，它包括如下步骤：