[发明专利]疏水淀粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及淀粉改性和生物质复合材料技术领域，尤其涉及一种疏水淀粉及其制备方法。

背景技术

塑料制品已被广泛应用于国民经济的各个部门，很大程度上替代了金属、木材、玻璃甚至纸制品。然而传统塑料在自然界中几乎不能被降解，同时，缺乏有效的回收和处理系统、相关的专项管理法规及经济政策，产生了世界性的环境保护和社会问题——“白色污染”。治理“白色污染”的一条有效途径是开发可生物降解塑料。其中，淀粉/聚乳酸复合材料综合了淀粉价格低廉、来源广泛、绿色环保和聚乳酸树脂良好的力学性能、耐水性能、加工性能以及可降解的优点，受到广泛关注。然而，淀粉和聚乳酸热力学不相容，二者的界面结合力很差，导致制品脆性大且对湿度敏感。若对淀粉分子链上亲水羟基(-OH)进行疏水改性，让疏水基团代替部分亲水羟基，可有效提高亲水淀粉与疏水聚乳酸的界面相容性。传统的淀粉疏水改性一般采用水相法、有机溶剂法和反应挤出法，然而这些方法存在反应效率低、生产成本高、对环境污染大以及不能保存淀粉颗粒结构等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种原位固相接枝制备疏水淀粉的方法，采用在没有水、没有有机溶剂的条件下，淀粉和疏水改性剂在一定温度和压力下发生化学反应的原位固相接枝法，不仅反应效率高、无环境污染和工艺简单，而且还能够有效保存淀粉的颗粒结构，有利淀粉的二次加工利用则一种具有较好发展前景的绿色生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种疏水淀粉的制备方法，包括以下步骤：

S1、将引发剂分散于接枝单体中得到分散液，将所述分散液与淀粉混合得到混合物；

S2、将所述混合物置于水热反应釜中，密封放置，直至分散液充分渗入到淀粉中；

S3、在60～100℃下反应1～12h得到疏水淀粉。

上述的方法，优选的，所述引发剂的含量为0.02～0.4重量份，所述接枝单体的含量为2～20重量份，所述淀粉的含量为20重量份。

上述的方法，优选的，所述引发剂的含量为0.1重量份，所述接枝单体的含量为10重量份，所述淀粉的含量为20重量份。

上述的方法，优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、乳酸锌、辛酸亚锡和三乙基铝中的一种。

上述的方法，优选的，所述接枝单体为乳酸、丙烯酯甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酯丁酯、苯乙烯中的一种。

上述的方法，优选的，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉和大米淀粉中的一种。

上述的方法，优选的，所述S2步骤中，所述密封放置时间为1～12小时。

上述的方法，优选的，所述S3步骤还包括疏水淀粉后处理步骤，具体为：将所述疏水淀粉通过丙酮洗涤后，在50℃下烘干。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述方法制备得到的疏水淀粉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种原位固相接枝制备疏水淀粉的方法，传统淀粉疏水改性一般采用水相法、有机溶剂法和反应挤出法，但这些方法存在反应效率低、生产成本高和环境污染大等问题；而本发明采用原位固相接枝法制备疏水淀粉在没有水、没有有机溶剂的条件下进行，接枝单体与淀粉能够直接充分接触，使反应物浓度高，反应效率显著提高，同时不需要使用有机溶剂，是一种环境友好的反应过程。接枝共聚反应属于自由基聚合，在引发剂的作用下引发接枝反应，将乳酸单位接枝到竹纤维的羟基上。

(2)本发明提供了一种原位固相接枝制备疏水淀粉的方法，传统方法制备疏水淀粉一般会使淀粉发生糊化，破坏了淀粉的颗粒结构，本发明在高于淀粉糊化温度的条件下反应，但因为没有水和有机溶剂，能够有效保存淀粉的颗粒结构不被破坏，有利于淀粉的二次加工利用。

(3)本发明提供了一种原位固相接枝制备疏水淀粉的方法，本发明所用原位固相接枝法工艺简单，易于操作，对设备要求低(不要求高压)，无副反应。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为原淀粉、实施例1的乳酸接枝淀粉和实施例2的甲基丙烯酸甲酯接枝淀粉的红外光谱检测图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。