專利名稱：一種大分子疏水酸酐改性淀粉及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改性淀粉，特別是涉及一種大分子疏水酸酐改性淀粉及其制備方法，屬于淀粉改性及深加工領域。
背景技術：
淀粉是第二大碳水化合物資源，具有可再生性和生物降解性，對環(huán)境無污染，在食品、化工、醫(yī)藥等領域應用廣泛。淀粉分子中含有大量的羥基，具有很強的反應活性，可以被取代發(fā)生酯化或醚化反應。在淀粉中引入活性基團，可以使淀粉性質(zhì)發(fā)生改變，產(chǎn)品在造紙、印刷、食品、化妝品、塑料等領域廣泛應用。工業(yè)化變性淀粉制備方法通常采用濕法改性技術，是將淀粉分散在水中，形成淀粉乳，然后調(diào)節(jié)乳液的PH，加入化學試劑進行反應，反應結束后中和、洗滌、干燥，得到變性淀粉。 傳統(tǒng)對淀粉進行改性的化學物質(zhì)其相對分子質(zhì)量一般不超過1000，這些化學物質(zhì)很容易與淀粉顆粒發(fā)生酯化或醚化反應。隨著化學物質(zhì)分子量的增大，由于空間位阻效應，這些高分子化合物對淀粉的改性越來越難，尤其是在傳統(tǒng)的濕法條件下進行改性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有小分子物質(zhì)對淀粉改性存在的不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種采用干法制備工藝的大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法；該方法用相對分子質(zhì)量為60000 400000的馬來酸酐改性聚乙烯(Zemac)對淀粉進行改性，反應穩(wěn)定，過程環(huán)保。本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述方法制備得到的改性淀粉。馬來酸酐改性聚乙烯(Zemac)，是在聚乙烯分子鏈上用化學方法修飾少量馬來酸酐得到的一種大分子酸酐，其分子量可以通過控制聚乙烯的聚合度來調(diào)節(jié)。由于聚乙烯具有疏水性質(zhì)，且疏水部分分子量較大，用ZeMac修飾淀粉，不僅可以大大提高淀粉的疏水性，而且可以解決淀粉與高分子材料的相容性不足等問題，并提高材料強度。此外，將淀粉與高分子物質(zhì)改性，可在淀粉分子中一步接入大分子官能團，解決傳統(tǒng)淀粉接枝共聚改性工藝的復雜性和不可控等缺陷。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，包括以下步驟:(I)將淀粉在40°C 80°C的溫度下干燥，使淀粉水分質(zhì)量含量為8% 13% ；(2)在步驟(I)所得的淀粉中噴入稀堿溶液并攪拌，使淀粉與稀堿溶液充分混合均勻，在40°C 80°C的溫度下干燥，使淀粉水分質(zhì)量含量為8% 13% ;所述稀堿溶液為質(zhì)量濃度1-3%的氫氧化鈉溶液；所述稀堿溶液中堿的用量控制在淀粉質(zhì)量的0.10%
0.80% ；(3)在步驟(2)所得的產(chǎn)物中加入液體馬來酸酐改性聚乙烯或以丙酮溶解并稀釋的固體馬來酸酐改性聚乙烯，捏合機中加熱攪拌，使淀粉與疏水酸酐充分均勻混合；馬來酸酐改性聚乙烯的相對分子質(zhì)量為60000 400000，添加量為淀粉干基質(zhì)量的0.5% 10%;(4)將步驟(3)所得混合物置于密閉反應容器中，于100°C 130°C下反應I 3小時，反應結束后冷卻至室溫，得到大分子疏水改性淀粉。進一步地，步驟(I)所述淀粉優(yōu)選為普通玉米淀粉或高鏈玉米淀粉。步驟(I)、步驟(2)所述干燥采用烘箱干燥或隧道式微波干燥。步驟⑶所述捏合機加熱溫度為50°C 80°C，攪拌時間為0.5 2小時；轉(zhuǎn)速為20 50rpm。所述馬來酸酐改性聚乙烯的馬來酸酐質(zhì)量含量< 0.2%。所述密閉反應容器為耐壓的不銹鋼干法反應器。所述10(TC 130°C下反應采用高壓蒸汽加熱實現(xiàn)。一種大分子疏水酸酐改性淀粉，由上述制備方法制得。本發(fā)明所得大分子改性淀粉的取代度可根據(jù)實際需要輕易地調(diào)整在0.0050 0.0213 之間。 本發(fā)明的反應原理見如下式(I)和式(2):Starch-OH+OH- — Starch-O^H2O (I)
權利要求
1.一種大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將淀粉在40°C 80°C的溫度下干燥，使淀粉水分質(zhì)量含量為8% 13%； (2)在步驟(I)所得的淀粉中噴入稀堿溶液并攪拌，使淀粉與稀堿溶液充分混合均勻，在40°C 80°C的溫度下干燥,使淀粉水分質(zhì)量含量為8% 13% ;所述稀堿溶液為質(zhì)量濃度1-3%的氫氧化鈉溶液；所述稀堿溶液中堿的用量控制在淀粉質(zhì)量的0.10% 0.80% ; (3)在步驟(2)所得的產(chǎn)物中加入液體馬來酸酐改性聚乙烯或以丙酮溶解并稀釋的固體馬來酸酐改性聚乙烯，捏合機中加熱攪拌，使淀粉與疏水酸酐充分均勻混合；馬來酸酐改性聚乙烯的相對分子質(zhì)量為60000 400000，添加量為淀粉干基質(zhì)量的0.5% 10% ; (4)將步驟(3)所得混合物置于密閉反應容器中，于100°C 130°C下反應I 3小時，反應結束后冷卻至室溫，得到大分子疏水改性淀粉。
2.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述淀粉為普通玉米淀粉或高鏈玉米淀粉。
3.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)、步驟(2)所述干燥采用烘箱干燥或隧道式微波干燥。
4.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述捏合機加熱溫度為50°C 80°C，攪拌時間為0.5 2小時；轉(zhuǎn)速為20 50rpm。
5.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:所述馬來酸酐改性聚乙烯的馬來酸酐質(zhì)量含量< 0.2%。
6.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:所述密閉反應容器為耐壓的不銹鋼干法反應器。
7.根據(jù)權利要求1所述大分子疏水酸酐改性淀粉的制備方法，其特征在于:所述100°C 130°c下反應采用高壓蒸汽加熱實現(xiàn)。
8.一種大分子疏水酸酐改性淀粉，其特征在于由權利要求1 8任一項所述制備方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大分子疏水酸酐改性淀粉及其制備方法。該方法先將淀粉干燥，使淀粉水分質(zhì)量含量為8％～13％；在所得的淀粉中噴入稀堿溶液，混合均勻，干燥，使淀粉水分質(zhì)量含量為8％～13％；加入液體馬來酸酐改性聚乙烯或以丙酮溶解并稀釋的固體馬來酸酐改性聚乙烯，捏合機中加熱攪拌，使淀粉與疏水酸酐充分均勻混合；混合物置于密閉反應容器中，于100℃～130℃下反應1～3小時，反應結束后冷卻至室溫，得到大分子疏水改性淀粉。所得產(chǎn)物糊化溫度降低，產(chǎn)物黏度穩(wěn)定性提高，解決了淀粉與聚乙烯的相容性問題，Zemac改性淀粉擠出成型物拉伸強度顯著提高，在淀粉基生物降解材料具有良好的應用前景。
文檔編號C08B31/04GK103224569SQ20131011819
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權日2013年4月7日
發(fā)明者黃強, 何小維, 陳韜, 王志剛, 趙建紅 申請人:華南理工大學, 廣州市浪奇實業(yè)股份有限公司