CN102775507A - 一种磺化淀粉的制备方法 - Google Patents

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孙保明
权换哲
冯理琼
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Abstract

本发明涉及一种磺化淀粉的制备方法，包括：将40～50重量份的淀粉加入到搅拌容器中，在封闭状态下向搅拌容器中喷入用有机溶剂稀释后的氯磺酸有机溶液，氯磺酸的用量为5～20体积份，使所得混合物在室温下搅拌反应0.5～1h，即得产品。本发明提供的磺化淀粉的制备方法，其生产工艺简单，条件温和，转化率高，成本低，无后处理，无三废，且绿色环保，在油田钻井过程中具有很广泛的应用前景。

Description

一种磺化淀粉的制备方法
技术领域
本发明属于改性淀粉制备技术领域，具体涉及一种磺化淀粉的制备方法。
背景技术
磺化淀粉的制备方法有多种，最早是用硫酸、后用发烟硫酸和溶于二硫化碳中的三氧化硫作磺化剂制备磺化淀粉；还有人在有机溶剂中用氯磺酸作磺化剂和淀粉反应生成磺化淀粉。以上制备方法均是在溶剂介质中进行，属湿法制备，其缺点是需要消耗大量的溶剂，而且产物中残存的溶剂须经洗涤方能将产品分离纯化。为了使工艺简单易行，反应多采用干法或半干法进行，有文献报导用一定比例的NaHSO3和NaNO2的混合物与淀粉在100～120℃共热制得磺化淀粉，另一种是淀粉在尿素和氨基磺酸混合液中浸泡、过滤、干燥，100～300℃加热反应。但采用以上方法，转化率不高，有的方法需要进行后续处理，不宜进行工业化生产。
要降低磺化淀粉的生产成本，除去反应原料的因素以外，合成方法和工艺是至关重要的环节。产品在性能达标的情况下，如何能够降低成本直至工业化生产时更为重要的研究课题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种工艺简单、取代度高且生产成本低的磺化淀粉的制备方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种磺化淀粉的制备方法，包括：将40～50重量份的淀粉加入到搅拌容器中，在封闭状态下向搅拌容器中喷入用有机溶剂稀释后的氯磺酸有机溶液，氯磺酸的用量为5～20体积份，使所得混合物在室温下搅拌反应0.5～1h，即得产品。
进一步，氯磺酸有机溶液以雾状喷入搅拌容器中，喷雾速度为30mL/min，雾滴直径为50～100μm。
进一步，搅拌速度为20～35r/mi n，反应时间为0.5～0.8h。
进一步，有机溶剂为吡啶、氯仿、二氯甲烷或甲酰胺。
再进一步，氯磺酸与有机溶剂的体积比为1:0.8～2。优选情况下，氯磺酸与有机溶剂的体积比为1:1。
进一步，淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉或它们的混合物。
进一步，所述搅拌容器为捏合机。
进一步，1重量份表示1g时，1体积份表示1mL；1重量份表示1kg时，1体积份表示1L。
本发明提供的磺化淀粉的制备方法，其生产工艺简单，条件温和，磺酸基取代度高，成本低，无后处理，无三废，且绿色环保，在油田钻井过程中具有很广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
下述实施例中，1重量份表示1g时，1体积份表示1mL；1重量份表示1kg时，1体积份表示1L。
实施例中的试剂和设备均可自市场购得。
实施例1
将40g的玉米淀粉加入捏合机中搅拌，喷入由8mL的氯磺酸用7mL的吡啶稀释成的溶液，喷雾速度为30mL/min，雾滴直径为50～100μm（下同）；在室温下搅拌1h，搅拌速度为20r/min，使反应充分进行，即得本发明的产品。磺酸基取代度为0.20。
实施例2
将45g的玉米淀粉加入捏合机中搅拌，喷入由12mL的氯磺酸用12mL的氯仿稀释成的溶液，在室温下搅拌45min，搅拌速度为25r/min，使反应充分进行，即得本发明的产品。磺酸基取代度为0.24。
实施例3
将45g的玉米淀粉加入捏合机中搅拌，喷入由15mL的氯磺酸用30mL的二氯甲烷稀释成的溶液，在室温下搅拌1h，搅拌速度为30r/min，使反应充分进行，即得本发明的产品。磺酸基取代度为0.19。
实施例4
将50g的木薯淀粉加入捏合机中搅拌，喷入由20mL的氯磺酸用20mL的甲酰胺稀释成的溶液，在室温下搅拌30min，搅拌速度为35r/min，使反应充分进行，即得本发明的产品。磺酸基取代度为0.17。
实施例5
将350kg的玉米淀粉和木薯淀粉（重量比为1:1）混合物加入捏合机中搅拌，喷入由100L的氯磺酸用100L的二氯甲烷稀释成的溶液，在室温下搅拌1h，搅拌速度为35r/min，使反应充分进行，即得本发明的产品。磺酸基取代度为0.23。
对比例
将45g玉米淀粉放入干净的研钵中，加入10ml二氯甲烷研磨混合，使淀粉润湿分散；将13mL的氯磺酸与等体积的二氯甲烷混合液加入到研钵中，室温下反应1h，磺酸基取代度为0.16。
本发明实施例3与对比例的对比结果表明，本发明提供的方法，其最重要的优点是磺酸基取代度高，并且工艺简单。
此外，实施例5的结果表明，本发明的方法易于工业上进行磺化淀粉的规模化生产。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种磺化淀粉的制备方法，包括：将40～50重量份的淀粉加入到搅拌容器中，在封闭状态下向搅拌容器中喷入用有机溶剂稀释后的氯磺酸有机溶液，氯磺酸的用量为5～20体积份，使所得混合物在室温下搅拌反应0.5～1h，即得产品。
2.根据权利要求1所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，氯磺酸有机溶液以雾状喷入搅拌容器中，喷雾速度为30mL/min，雾滴直径为50～100μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，搅拌速度为20～35r/min，反应时间为0.5～0.8h。
4.根据权利要求1或2所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，有机溶剂为吡啶、氯仿、二氯甲烷或甲酰胺。
5.根据权利要求4所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，氯磺酸与有机溶剂的体积比为1:0.8～2。
6.根据权利要求1或2所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉或它们的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，所述搅拌容器为捏合机。
8.根据权利要求1所述的一种磺化淀粉的制备方法，其特征在于，1重量份表示1g时，1体积份表示1mL；1重量份表示1kg时，1体积份表示1L。
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