相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2022年12月23日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2022-0183169號(hào)的權(quán)益，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本文。本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于制備羧烷基化多糖的方法和使用其制備可生物降解超吸收性聚合物的方法。

背景技術(shù)：

1、近來(lái)，隨著因環(huán)境問(wèn)題而對(duì)生物質(zhì)材料的興趣增加，對(duì)可生物降解材料例如多糖、聚天冬氨酸和聚谷氨酸的興趣增加。

2、特別地，多糖作為植物和動(dòng)物的組分廣泛地存在于自然界中，并且由于其成本效益和易于使用而作為重要的可生物降解材料而出現(xiàn)。然而，為了在各種工業(yè)領(lǐng)域中使用，需要用另外的官能團(tuán)取代多糖中存在的羥基(-oh)，并且已經(jīng)在考慮用于生產(chǎn)經(jīng)各種取代基取代的改性多糖的方法。

3、在這些改性多糖中，端基中引入有羧基的羧烷基化多糖可以應(yīng)用于需要包含酸性基團(tuán)的各種應(yīng)用。特別地，羧烷基化多糖可以用作可生物降解超吸收性聚合物的主要原材料。超吸收性聚合物(super?absorbent?polymer，sap)是一種能夠吸收其自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料，并且除了衛(wèi)生產(chǎn)品例如兒童用紙尿褲之外，還廣泛用于園藝用保水性土壤產(chǎn)品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通領(lǐng)域用保鮮劑、泥敷劑用材料、或電絕緣。因此，需要研究在引起最小環(huán)境影響的同時(shí)大量工業(yè)化生產(chǎn)羧烷基化多糖的方法。

4、然而，多糖的常規(guī)羧烷基化反應(yīng)由于在羧烷基化反應(yīng)期間使用的基于醇的有機(jī)溶劑而在經(jīng)濟(jì)可行性方面面臨挑戰(zhàn)，并且對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)存在工藝問(wèn)題。此外，當(dāng)使用大量的基于醇的有機(jī)溶劑時(shí)，還需要昂貴的溶劑回收設(shè)備來(lái)回收和再利用反應(yīng)之后的溶劑。

5、因此，仍然需要用于生產(chǎn)可生物降解超吸收性聚合物的羧烷基化多糖的經(jīng)濟(jì)可行且大規(guī)模的制備方法。作為對(duì)該方法的研究結(jié)果，確定了當(dāng)在使用特定含量的水作為唯一溶劑的同時(shí)在由糊化引起的高扭矩和溫度條件下進(jìn)行多糖的羧烷基化時(shí)，可以滿足這些要求，從而完成了本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問(wèn)題

2、本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于制備羧烷基化多糖的方法和使用其制備可生物降解超吸收性聚合物的方法。更具體地，本公開(kāi)內(nèi)容涉及通過(guò)在使用特定含量的水的同時(shí)，在由糊化引起的高扭矩下進(jìn)行羧烷基化反應(yīng)來(lái)制備具有高取代效率的羧烷基化多糖的方法。此外，本公開(kāi)內(nèi)容涉及通過(guò)使由所述方法制備的羧烷基化多糖自交聯(lián)來(lái)制備能夠生產(chǎn)具有高保水容量的超吸收性聚合物的可生物降解超吸收性聚合物的方法。

3、技術(shù)方案

4、為了解決以上問(wèn)題，提供了用于制備羧烷基化多糖的方法，該方法包括以下步驟：將多糖、氫氧化物、鹵代烷基羧酸的金屬鹽和水在反應(yīng)器中混合，并進(jìn)行多糖的糊化和羧烷基化，其中水以多糖的重量的0.35倍至1.0倍的量使用，以及在多糖的糊化之后，反應(yīng)器中的扭矩保持在7nm至18nm。

5、此外，還提供了用于制備可生物降解超吸收性聚合物的方法，該方法包括以下步驟：

6、將按照所述制備方法制備的羧烷基化多糖溶解在其重量的5倍至15倍水中(步驟1)；以及

7、使步驟1的產(chǎn)物在ph?6至8下干燥的同時(shí)自交聯(lián)(步驟2)。

8、有益效果

9、上述用于制備羧烷基化多糖的方法具有在羧烷基化反應(yīng)期間僅使用少量水作為溶劑的同時(shí)提高羧烷基的取代效率的優(yōu)點(diǎn)。此外，以上制備方法不使用基于醇的有機(jī)溶劑作為反應(yīng)溶劑，因此其是環(huán)境友好且經(jīng)濟(jì)的，并且適合于羧烷基化多糖的大規(guī)模生產(chǎn)。

10、此外，當(dāng)使通過(guò)以上制備方法制備的羧烷基化多糖自交聯(lián)時(shí)，可以生產(chǎn)具有高保水容量的可生物降解超吸收性聚合物。

技術(shù)特征：

1.一種用于制備羧烷基化多糖的方法，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，

19.一種用于制備可生物降解超吸收性聚合物的方法，包括以下步驟：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，

21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，

22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，

23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于制備羧烷基化多糖的方法和使用其制備可生物降解超吸收性聚合物的方法。更具體地，本公開(kāi)內(nèi)容涉及通過(guò)在使用特定含量的水的同時(shí)，在由糊化引起的高扭矩下進(jìn)行羧烷基化反應(yīng)來(lái)制備具有高取代效率的羧烷基化多糖的方法。此外，本公開(kāi)內(nèi)容涉及通過(guò)使由所述方法制備的羧烷基化多糖自交聯(lián)來(lái)制備能夠生產(chǎn)具有高保水容量的超吸收性聚合物的可生物降解超吸收性聚合物的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：金起弘,尹海成,李東煥,諸和獻(xiàn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG化學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4