[发明专利]一种双交联两性木薯淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双交联两性木薯淀粉的制备方法。

背景技术

我国木薯淀粉资源丰富，实际应用中天然木薯淀粉的结构可通过修饰变性来改变其固有的性质或拓宽应用领域。两性变性淀粉由于同时具有阴离子和阳离子基团，比单一变性的淀粉衍生物具有更为优越的使用性能。国外已开发出一些型号的两性淀粉产品，如美国国家淀粉与化学品公司生产的CAT073-8002，CAT078-0140，CATOXX-0220及英国Stadex公司生产的Y9152等。国内有关两性淀粉方面的报道主要是应用于造纸行业的两性淀粉。通常按反应体系中水的质量分数及物态不同，将两性淀粉的合成方法分为湿法、干法、半干法三大类。湿法研究较为成熟，它分为溶剂法和水法。溶剂法采用的一些溶剂存在毒性或易燃等问题，且回收溶剂成本较高；水法按淀粉存在形式又包括糊法和浆法。糊法中淀粉以糊化状态反应，反应物料黏度大，产物精制困难，目前此法应用较少；浆法中淀粉以悬浮形式存在，反应需加入抗凝剂避免其糊化，并低于糊化温度反应，导致后处理复杂。干法、半干法是近年发展起来方法，如采用氯乙酸和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂干法制备交联两性淀粉，工艺技术尚不成熟。两性淀粉的阳离子基团一般为叔氨或季胺盐类。通常，在工业中广泛使用的是季胺类醚化剂，而叔胺类醚化剂如2-二乙基氨基乙基氯化物(DEC)，由于其只在酸性条件下才具备阳离子性，应用受到限制。

国内外在交联阳离子和交联阴离子淀粉的改性方面取得了一些进展，但关于交联两性淀粉的研发国内外报道较少。而双交联两性淀粉至今国内外鲜有报道。经过双交联，两性淀粉的醇羟基与交联剂的多元官能团形成二醚键或二酯键，使两个或两个以上的两性淀粉分子之间形成“架桥”，呈复杂的多维网络结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备双交联两性木薯淀粉的方法。

具体步骤为：

(1)将木薯淀粉在60℃真空干燥箱中干燥至恒重，得干基木薯淀粉；

(2)将步骤(1)所得干基木薯淀粉与去离子水加入反应器中配成质量分数为30％～35％的淀粉溶液；

(3)将相当于2～4倍干基木薯淀粉质量的二甲基二烯丙基氯化铵阳离子单体和相当于干基木薯淀粉质量3％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺加入到步骤(2)所得淀粉溶液中，搅拌15分钟；

(4)分别称取相当于二甲基二烯丙基氯化铵阳离子单体质量分数为0.2％～0.4％的过硫酸铵和亚硫酸氢钠，按过硫酸铵和亚硫酸氢钠质量比为1∶1溶于10mL去离子水中；

(5)将步骤(3)所得物料加热至40℃时，将步骤(4)所得溶液用恒压滴液漏斗控制在30分钟内滴加到步骤(3)所得物料中，继续反应4～6小时，再将体系温度冷却至30℃；

(6)称取相当于干基木薯淀粉质量的1％～2％的环氧氯丙烷和0.2～0.4g氢氧化钠加入步骤(5)所得物料中，保持30℃反应1～2小时；

(7)将2～4mL质量分数为25％～40％的氢氧化钠溶液和0.2～0.4g催化剂氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑于加入到步骤(6)所得物料中，活化反应30～50分钟；

(8)取5.86～11.72g一氯乙酸溶于10～20mL去离子水中，与5～10mL质量分数为25％～40％的氢氧化钠溶液混合加入到步骤(7)所得物料中，调节并保持体系pH为10～13；每隔30分钟加入1mL质量分数为25％～40％的氢氧化钠溶液，控制反应温度50℃，反应时间4～8小时；

(9)用体积分数为95％的乙醇沉淀步骤(8)所得溶液，抽滤，得滤饼，用去离子水洗滤饼至AgNO₃检测无沉淀；

(10)将步骤(9)所得滤饼放入玻璃皿中，在80℃下的真空干燥箱中干燥至恒重即得粗产品；

(11)将步骤(10)粗产品以体积比为60∶40的冰醋酸-乙二醇混合溶剂通过索氏抽提器抽提24小时去除均聚物，在80℃的真空干燥箱中干燥至恒重即得产品。

(12)用滴定法测定产物的阴离子取代度，具体操作方法如下：精确称量1.0g的试样放入50mL烧杯中，加入30mL浓度为0.1mol/L的HCl溶液，磁力搅拌3小时至交联两性淀粉充分酸化，抽滤，水洗至AgNO₃检测无沉淀。将该处理过的试样置于250mL烧杯中，加入100mL水，加热溶解至澄清，冷却至室温。滴入2～3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的NaOH标准溶液滴定至微红色。在相同条件下，进行空白滴定。阴离子取代度DS计算式为：