[发明专利]一种自交联AM/AA接枝‑酯化羟丙基木薯淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自交联AM/AA接枝-酯化羟丙基木薯淀粉的制备方法。

背景技术

淀粉是一种可再生资源，已经成为一种重要的工业原料。目前单变性淀粉的研究工作已经较为成熟，而复合变性淀粉作为变性淀粉中一种重要的品类，与传统的单变性淀粉相比性能更优异，可以满足的应用领域更为广泛，近年来越来越受到人们的瞩目。

羟丙基淀粉是原淀粉经过羟丙基醚化变性后的淀粉衍生物，其引入的取代醚键稳定性较高，在水解、氧化、交联等化学反应过程中醚键不会被破坏，取代基不会脱落，这种性质有利于继续进行复合变性，拓展在食品、环境、材料等方面的应用效果。目前，国内外在羟丙基淀粉的复合变性方面主要是经酯化、酰化、交联等工艺方法研究的乙酰化羟丙基淀粉酯、交联羟丙基淀粉、交联羟丙基羧甲淀粉、羟丙基乙酰化淀粉、羟丙基乙酰化二淀粉己二酸酯、羟丙基二淀粉磷酸酯等。将羟丙基淀粉与苯甲酰氯进行酯化反应，再与不饱和有机单体进行接枝共聚反应得到接枝-酯化羟丙基木薯淀粉，使木薯淀粉分子的骨架上产生活性较高的官能团，从而提高变性淀粉的多种应用性能。

本发明以木薯淀粉为起始原料，经环氧丙烷醚化反应得羟丙基木薯淀粉，然后采用苯甲酰氯为酯化剂、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸甲酯(MA)为两种接枝单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为自交联剂，对羟丙基木薯淀粉进行复合变性反应。经过醚化－酯化－交联接枝得到自交联AM/AA接枝-酯化羟丙基木薯淀粉，进一步增加了淀粉的功能性基团与吸附能力等应用性能。

发明内容

本发明的目的是为了进一步提高羟丙基木薯淀粉在环保方面的应用，提供一种自交联AM/AA接枝-酯化羟丙基木薯淀粉的制备方法。

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)称取5～10g步骤(1)所得干基木薯淀粉于四口烧瓶中，加入15～30mL分析纯无水乙醇，搅拌均匀。

(3)量取5～15mL质量分数为10％～15％的氢氧化钠溶液，控制在10～15分钟滴加到步骤(2)所得木薯淀粉悬浮液中，滴加完毕后将温度升至40℃，继续搅拌活化20～30分钟。

(4)取3～5mL分析纯环氧丙烷加至步骤(3)所得混合溶液中，于35～40℃下反应8～12小时；然后用分析纯冰醋酸调节体系pH为6～7，得羟丙基木薯淀粉溶液。

(5)取5～10mL分析纯苯甲酰氯搅拌下加入步骤(4)所得羟丙基木薯淀粉溶液中；再取8～16mL质量分数为10％的氢氧化钠溶液，控制在10～20分钟滴加到反应体系中，继续反应2～3小时；然后用分析纯冰醋酸调节体系pH至6～7，得苯甲酰基酯化羟丙基木薯淀粉溶液。

(6)称取0.1～0.18g亚硫酸氢钠和0.03～0.09g过硫酸铵加入50mL小烧杯中，再加入5～10mL去离子水，室温下溶解均匀后得到引发剂混合溶液。

(7)将步骤(5)所得物料加热至45～60℃，加入2～3mL步骤(6)所得引发剂混合液，搅拌下活化20～30分钟。

(8)称取2～5g分析纯丙烯酸于50mL小烧杯中，用分析纯三甲胺调节pH为6～7；取1～2g丙烯酰胺固体和0.04～0.08g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺于另一50mL小烧杯中，然后再加入10～20mL去离子水，搅拌溶解；再与中和后的丙烯酸溶液混合，得到单体混合液。

(9)将步骤(8)所得单体混合液缓慢滴加至步骤(7)所得体系中，控制2～3小时滴加完毕，再加入步骤(6)剩余的引发剂混合液；然后在45～60℃下继续搅拌反应2～3小时。

(10)将步骤(9)所得料液降温至30～40℃，抽滤；用30～50mL分析纯无水乙醇洗涤三次，再用30～50mL分析纯丙酮洗涤三次；将滤饼放入50℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得自交联AM/AA接枝-酯化羟丙基木薯淀粉粗产品。

(11)将步骤(10)所得粗产品放入索氏提取器中，加入50～100mL分析纯丙酮抽提24小时；取出抽提后的物料，放入50℃的真空干燥箱中干燥至恒重，即得产品自交联AM/AA接枝-酯化羟丙基木薯淀粉。