專利名稱：一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織上漿用變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻射引發(fā)制備接枝淀粉的方法。
背景技術(shù)：
天然淀粉是一種環(huán)境友好的可再生的綠色資源，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等 眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，天然淀粉的固有特性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，因此，在上世紀(jì)初即逐漸產(chǎn)生氧化淀粉、酸解淀粉、酯化淀粉、醚 化淀粉、接枝淀粉等眾多的變性淀粉的生產(chǎn)方法和變性淀粉產(chǎn)品。
在眾多的變性淀粉產(chǎn)品中，接枝淀粉在應(yīng)用性能上是最具優(yōu)越性，最具發(fā)展前景的一類 變性淀粉。
將原淀粉與丙烯酸類單體如丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、 苯乙烯等進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，生成接枝淀粉。通過^用不同接枝單體、控制接枝率、接枝頻 率和接枝側(cè)鏈的長短，可生產(chǎn)出各種具有獨(dú)特性能的接枝淀粉產(chǎn)品。這類產(chǎn)品廣泛用于高分 子絮凝、高吸水材料、造紙工業(yè)助劑、紡織上漿、油田化學(xué)材料、可降解地膜和塑料等領(lǐng) 域，尤其是在紡織上漿領(lǐng)域，由于PVA對環(huán)境嚴(yán)重污染和高成本性，致使在世界范圍內(nèi)形成 了禁止使用的浪潮，因而使得作為第三代漿料的接枝淀粉倍受關(guān)注。
在世界范圍內(nèi)，接枝淀粉的生產(chǎn)多以化學(xué)引發(fā)的濕法反應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)。主要引發(fā)體系有如 下幾種1)鈰離子體系；2)過氧化氫引發(fā)體系；3)錳鹽和高錳酸鉀體系；4)過硫酸鹽體 系；5)其它引發(fā)體系。所有這些引發(fā)方式均須在溶劑條件下進(jìn)行，反應(yīng)完畢后要除去過量
的引發(fā)劑和溶劑，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對設(shè)備要求較高，能耗高、易造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，該方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，其 特征在于它包括如下步驟
1) .按原淀粉丙烯酸醋酸乙烯酯的質(zhì)量比=100 : 1 25 : i 30，選取原淀粉、丙烯
酸和醋酸乙烯酯，原淀粉的含水率為12% 16% (質(zhì)量)；將原淀粉置于混合器中開動攪拌， 用霧化器將接枝單體丙烯酸、醋酸乙烯酯依次噴入原淀粉中，使其均勻混合，得混合物；
2) .將混合物裝入容器中封口后，置于"CoY輻照場中進(jìn)行輻照，在常溫下引發(fā)接枝反 應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為5 400Gy/min，輻照劑量為5 50kGy;輻照過程可以是靜態(tài) 的連續(xù)輻照，亦可是動態(tài)步進(jìn)式的間歇輻照；
3) .將共混物置于烘箱中于13(TC 18(rC下進(jìn)行烘燥2 3小時(使過氧化物分解，重新釋放出自由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，包裝，得 到雙元接枝淀粉(其接枝率為0. 2% 40%)。
所述原淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉等中的任意一種 或任意二種的混合，任意二種混合時為任意配比。
丙烯酸類單體與原淀粉在有氧條件下(密封狀態(tài)的有氧條件下)同時輻照，其中淀粉經(jīng)Y 射線照射后產(chǎn)生淀粉自由基，而丙烯酸類單體亦產(chǎn)生單體自由基，這些自由基密度高，接觸 幾率大，在輻照過程中和輻照結(jié)束后均可發(fā)生接枝反應(yīng)，生成接枝淀粉。少數(shù)自由基在氧的 作用下生成過氧化物，這些過氧化物在其后的烘燥過程中受熱分解，重新釋放出自由基，進(jìn) 一步引發(fā)接枝反應(yīng)。在發(fā)生接枝反應(yīng)的同時，還伴生著淀粉的降解和氧化反應(yīng)，以及單體的 均聚等副反應(yīng)。而這些副反應(yīng)產(chǎn)物對紡織上漿而言又是極為有益的，因而無須進(jìn)行復(fù)雜的后 處理，使生產(chǎn)工藝得以極度的簡單化，又大幅度降低了能耗，減少了環(huán)境的污染，降低了生 產(chǎn)成本，尤其是在淀粉分子中引入了親水性和親酯性(即疏水性)的兩種基團(tuán)，極大地改善 了產(chǎn)品的應(yīng)用性能，對天然纖維和合成纖維都有極好的粘附力，而且漿膜柔韌性、耐磨性能 好，有利于提高織造效率。
本發(fā)明的有益效果是
1) 充分利用了現(xiàn)有的輻照裝置，使生產(chǎn)投資大幅降低；生產(chǎn)出能夠取代PVA，滿足紡織 上漿要求的性能優(yōu)異的接枝淀粉新產(chǎn)品。
2) 本發(fā)明不用化學(xué)引發(fā)劑和其它助劑，不用水洗，因而使工藝更簡單、易控、能耗低， 無環(huán)境污染。
3) 生產(chǎn)過程無廢水、廢氣和廢渣排放、可實現(xiàn)清潔無害化生產(chǎn)。
4) 能耗少，生產(chǎn)成本低。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限 于下面的實施例。 實施例1:
如圖l所示， 一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .稱取含水量為14% (質(zhì)量)的玉米淀粉100g倒入高速攪拌器中，開動攪拌，用霧 化器由注入孔中依次加入25g丙烯酸和4g醋酸乙烯酯，攪拌2分鐘后，得混合物；
2) .將混合物裝入自封口聚乙烯塑料袋中，封口后置于6。CoY輻照場中進(jìn)行輻照[在有 限氧條件下(即封口)進(jìn)行靜態(tài)連續(xù)輻照]，在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量 率為5Gy/min，輻照劑量為5kGy;
3) .將輻照后的共混物取出倒入廣口瓶中密封，置于恒溫烘箱中于130。C下進(jìn)行烘燥2 小時(使過氧化物分解，重新釋放出自由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎， 過100目篩篩分，包裝，得到接枝率為2.4%的雙元接枝淀粉。實施例2:
一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .稱取含水量為14% (質(zhì)量)的玉米淀粉100g,倒入高速攪拌器中，開動攪拌，用霧 化器由注入孔中依次注入丙烯酸10g和醋酸乙烯酯25g，攪拌2分鐘后，得混合物；
2) .將混合物裝入塑料袋中，封口后[塑料袋中有氧氣，即在有限氧條件下]置于"CoY
輻照場中進(jìn)行輻照(塑料袋置于輻照貨物吊具上)，采用步進(jìn)式間歇輻照，在常溫下引發(fā)接
枝反應(yīng)，得共混物；最高輻照劑量率為400Gy/min，輻照劑量(總吸收劑量)為5kGy;
3) .將輻照后的共混物取出倒入廣口瓶中密封，置于烘箱中于130'C下進(jìn)行烘燥2小時 (使過氧化物分解，重新釋放出自由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過IOO
目篩篩分，包裝，得到接枝率為20%的丙烯酸和醋酸乙烯酯的雙元接枝淀粉。 實施例3:
一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .稱取含水量為13% (質(zhì)量)馬鈴薯淀粉100g，倒入高速攪拌器中，開動攪拌，用霧 化器由注入孔中依次注入丙烯酸20g和醋酸乙烯酯30g，攪拌2分鐘后，得混合物；
2) .將混合物裝入塑料袋中，封口后[塑料袋中有氧氣，即在有限氧條件下]置于e。CoY 輻照場中進(jìn)行輻照(塑料袋置于吊具上)，進(jìn)行步進(jìn)式間歇輻照，在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)， 得共混物；輻照劑量率為50Gy/min，輻照劑量為50kGy;
3) .將共混物置于烘箱中于13(TC下進(jìn)行烘燥2小時(使過氧化物分解，重新釋放出自 由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，包裝，得到接枝率為 25%的丙烯酸和醋酸乙烯酯的雙元接枝淀粉。
實施例4:
一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .稱取含水量為14% (質(zhì)量)的小麥淀粉100g，倒入高速攪拌器中，開動攪拌，用霧 化器由注入孔中依次注入5g丙烯酸和5g醋酸乙烯酯，攪拌2分鐘后，得混合物；
2) .將混合物裝入塑料袋中，封口后[塑料袋中有氧氣，即在有限氧條件下]置于，oY 輻照場中進(jìn)行輻照(塑料袋置于輻照貨物吊具上)，進(jìn)行步進(jìn)式間歇輻照，在常溫下引發(fā)接 枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為5Gy/min，輻照劑量為15kGy;
3) .將共混物置于烘箱中于13(TC下進(jìn)行烘燥2小時(使過氧化物分解，重新釋放出自 由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，包裝，得到接枝率為 6%的丙烯酸和醋酸乙烯酯的雙元接枝淀粉。
實施例5:
一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .按木薯淀粉丙烯酸醋酸乙烯酯的質(zhì)量比=100 :i:i，選取木薯淀粉、丙烯酸和
醋酸乙烯酯，木薯淀粉的含水率為12% (質(zhì)量)；將木薯淀粉置于混合器中開動攪拌，用霧化 器將接枝單體丙烯酸、醋酸乙烯酯依次噴入淀粉中，使其均勻混合，得混合物；
2) .將混合物裝入容器中封口后，置于"Coy輻照場中進(jìn)行輻照，輻照過程是靜態(tài)的連續(xù)輻照，在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為5Gy/min，輻照劑量為5kGy;
3).將共混物置于烘箱中于13(TC下進(jìn)行烘燥3小時(使過氧化物分解，重新釋放出自 由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，包裝，得到雙元接枝 淀粉。
實施例6:
一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，它包括如下步驟
1) .按原淀粉丙烯酸醋酸乙烯酯的質(zhì)量比=100 : 25 : 30，選取原淀粉、丙烯酸和醋
酸乙烯酯，原淀粉的含水率為16% (質(zhì)量)；將原淀粉置于混合器中開動攪拌，用霧化器將接 枝單體丙烯酸、醋酸乙烯酯依次噴入淀粉中，使其均勻混合，得混合物；
所述原淀粉為木薯淀粉和紅薯淀粉，木薯淀粉、紅薯淀粉的質(zhì)量各占l/2;
2) .將混合物裝入容器中封口后，置于"CoY輻照場中進(jìn)行輻照，輻照過程是動態(tài)步進(jìn) 式的間歇輻照；在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為400Gy/min，輻照劑量為 50kGy;
3).將共混物置于烘箱中于18(TC下進(jìn)行烘燥3小時(使過氧化物分解，重新釋放出自 由基，促進(jìn)接枝反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行)，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，包裝，得到雙元接枝 淀粉。
本發(fā)明所確定的總體吸收劑量在5-50kGy范圍內(nèi)不論是采用靜態(tài)堆碼連續(xù)輻照，還是采 用步進(jìn)式間歇輻照以及淀粉與單體的不同配比均能達(dá)到預(yù)期的效果。
本發(fā)明各原料加入量的上下限取值以及區(qū)間值，以及輻照劑量的上下限取值以及區(qū)間值 都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實施例。
權(quán)利要求
1.一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，其特征在于它包括如下步驟1).按原淀粉∶丙烯酸∶醋酸乙烯酯的質(zhì)量比＝100∶1～25∶1～30，選取原淀粉、丙烯酸和醋酸乙烯酯，原淀粉的含水率為12％～16％；將原淀粉置于混合器中開動攪拌，用霧化器將接枝單體丙烯酸、醋酸乙烯酯依次噴入原淀粉中，得混合物；2).將混合物裝入容器中封口后，置于60Coγ輻照場中進(jìn)行輻照，在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為5～400Gy/min，輻照劑量為5～50kGy；3).將共混物置于烘箱中于130℃～180℃下進(jìn)行烘燥2～3小時，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，得到雙元接枝淀粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，其特征在于所述 原淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉中的任意一種或任意二種 的混合，任意二種混合時為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織上漿用變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻射引發(fā)制備接枝淀粉的方法。一種輻射引發(fā)制備雙元接枝淀粉的方法，其特征在于它包括如下步驟1)按原淀粉∶丙烯酸∶醋酸乙烯酯的質(zhì)量比＝100∶1～25∶1～30，選取原淀粉、丙烯酸和醋酸乙烯酯，原淀粉的含水率為12％～16％；將原淀粉置于混合器中開動攪拌，用霧化器將接枝單體丙烯酸、醋酸乙烯酯依次噴入原淀粉中，得混合物；2)將混合物裝入容器中封口后，置于⁶⁰Coγ輻照場中進(jìn)行輻照，在常溫下引發(fā)接枝反應(yīng)，得共混物；輻照劑量率為5～400Gy/min，輻照劑量為5～50kGy；3)將共混物置于烘箱中于130℃～180℃下進(jìn)行烘燥2～3小時，冷卻后粉碎，過100目篩篩分，得到雙元接枝淀粉。該方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08F2/46GK101560280SQ200910062300
公開日2009年10月21日 申請日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者夏和舟 申請人:夏和舟