CN104497153A - 一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，属于淀粉合成技术领域，该方法包括以下步骤：（1）酸解淀粉的制备，（2）GTA的制备，（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备；该方法是将玉米淀粉溶于盐酸中，水解反应，加入氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；将环氧氯丙烷冷却至0-5℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；然后将步骤（1）所得的酸解淀粉、氢氧化钠溶液搅拌20-40min，再加GTA，室温下继续搅拌，在60-80℃下反应10-16h得到固体粗产品，再用乙酸、70-80%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；该工艺方法一定程度上破坏淀粉颗粒的完整性，尤其低粘度阳离子淀粉被破坏严重，而且破坏淀粉的部分晶体结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳离子淀粉的制备方法，特别涉及一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，属于淀粉生产技术领域。
背景技术
淀粉是自然界分布广泛的一种多糖，主要存在于植物的种子、果实或块根中，粒径一般为1~10微米或更大一些。虽然含淀粉的农作物种类繁多，但被广泛用于商品淀粉生产的农作物主要集中于谷类(如:玉米、小麦)和薯类(如:马铃薯、木薯、甘薯等)作物，其中玉米是最主要的来源。淀粉在低温下不溶于水，可通过湿磨法工艺，将非淀粉杂质去除，得到高纯度的淀粉产品。而且在生产加工淀粉的过程中，未作任何改性处理，淀粉的化学结构和性质基本未发生改变，因此称为原淀粉。淀粉拥有资源丰富、价格低廉、可再生、易降解等诸多优点，己成为化工领域必不可少的绿色工业原料之一。
阳离子淀粉品种繁多，就阳离子化功能基团而言，有伯、仲、叔铵型和季铵型，且以叔铵型及季铵型阳离子化基团的应用最为普遍。尤其季铵型阳离子淀粉，因其无论在酸性、碱性还是中性条件下都呈阳离子状态，性能优越，己成为研究及应用最广的阳离子淀粉。阳离子淀粉以淀粉的阳离子化反应方式来划分，可分为醚化型、酷化型及接枝共聚型阳离子淀粉，且以醚化型居多，即通常所指的阳离子淀粉。
目前对阳离子淀粉的合成、表征及应用性能研究己有了较大进展，但是还存在一些问题，如降解可带来二次污染问题，具有良好生物相容性的阳离子淀粉很少，醋化型阳离子淀粉的研究相对薄弱，具有良好生物相容性、易于降解且无二次污染的甜菜碱淀粉醋的研究刚刚起步，应用也未得到开发；醚化型阳离子淀粉的研究则追求高取代度和高粘度，低粘度阳离子淀粉方面的研究与应用涉及较少。
中国专利申请号：CN200710150695.1公开一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其步骤是将碱溶于水形成碱液，将碱液喷入工业原淀粉中，混合均匀；向工业原淀粉中分别加入促进剂及阳离子醚化剂，混合均匀；再将产物采用酸调pH值调到5~7，即制备出遇冷水溶解成透明溶液的高取代度阳离子淀粉成品，其取代度为0.5~1.0。该方法制备的阳离子淀粉是高取代度的，并不是低粘度的季铵型阳离子淀粉。
本发明针对目前现状，开发一种低粘度季铵型阳离子淀粉的合成方法，该类合成技术专利在国内仍未见有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，该工艺一定程度上破坏淀粉颗粒的完整性，尤其低粘度阳离子淀粉被破坏严重，而且破坏淀粉的部分晶体结构。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于质量浓度为10-20%的盐酸中，在50-70℃进行水解反应，加入质量浓度为5-10%的氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：将环氧氯丙烷冷却至0-5℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将步骤（1）所得的酸解淀粉、4-10%氢氧化钠溶液搅拌20-40min，再加入步骤（2）所得的GTA，室温下继续搅拌20-40min，在60-80℃下反应10-16h得到固体粗产品，再用乙酸、70-80%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
步骤（1）所述的玉米淀粉的加入量为40~70份；步骤（1）所述的盐酸的用量为10~40份；步骤（2）所述的环氧氯丙烷的用量为30~60份；步骤（2）所述的三甲胺的用量为10~30份；步骤（2）所述的丙酮的用量为30~50份；步骤（3）所述的氢氧化钠的用量为20-40份；步骤（3）所述的乙酸的用量为10-20份；步骤（3）所述的乙醇的用量为20-40份。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，该工艺一定程度上破坏淀粉颗粒的完整性，尤其低粘度阳离子淀粉被破坏严重，而且破坏淀粉的部分晶体结构。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于10%盐酸中，在50℃进行水解反应，加入5%氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：将环氧氯丙烷冷却只0℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将酸解淀粉、4-10%氢氧化钠溶液搅拌20min，再加入GTA，室温下继续搅拌20min，在60℃下反应10h得到基本干得固体粗产品，再用适量的乙酸的70%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
其中方法里面所用的物质的量为：盐酸10份，玉米淀粉40份，氢氧化钠20份，环氧丙烷30份，三甲胺10份，丙酮30份，乙酸10份，乙醇20份。
实施例2
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于12%盐酸中，在55℃进行水解反应，加入7%氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：讲环氧氯丙烷冷却只1℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将酸解淀粉、4-10%氢氧化钠溶液搅拌25min，再加入GTA，室温下继续搅拌25min，在65℃下反应12h得到基本干得固体粗产品，再用适量的乙酸的72%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
其中方法里面所用的物质的量为：盐酸15份，玉米淀粉45份，氢氧化钠25份，环氧丙烷35份，三甲胺15份，丙酮35份，乙酸15份，乙醇25份。
实施例3
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于14%盐酸中，在60℃进行水解反应，加入7%氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：讲环氧氯丙烷冷却只2℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将酸解淀粉、4-10%氢氧化钠溶液搅拌28min，再加入GTA，室温下继续搅拌28min，在68℃下反应13h得到基本干得固体粗产品，再用适量的乙酸的74%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
其中方法里面所用的物质的量为：盐酸20份，玉米淀粉50份，氢氧化钠30份，环氧丙烷40份，三甲胺20份，丙酮40份，乙酸14份，乙醇25份。
实施例4
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于16%盐酸中，在60℃进行水解反应，加入8%氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：讲环氧氯丙烷冷却只4℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将酸解淀粉、7%氢氧化钠溶液搅拌32min，再加入GTA，室温下继续搅拌32min，在73℃下反应13h得到基本干得固体粗产品，再用适量的乙酸的75%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
其中方法里面所用的物质的量为：盐酸25份，玉米淀粉55份，氢氧化钠35份，环氧丙烷45份，三甲胺25份，丙酮45份，乙酸15份，乙醇32份。
实施例5
一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于20%盐酸中，在70℃进行水解反应，加入10%氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）GTA的制备：讲环氧氯丙烷冷却只5℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将酸解淀粉、10%氢氧化钠溶液搅拌40min，再加入GTA，室温下继续搅拌40min，在80℃下反应16h得到基本干得固体粗产品，再用适量的乙酸的80%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得；
其中方法里面所用的物质的量为：盐酸40份，玉米淀粉70份，氢氧化钠40份，环氧丙烷60份，三甲胺30份，丙酮50份，乙酸20份，乙醇40份。
Claims (9)
1.一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）酸解淀粉的制备：将玉米淀粉溶于质量浓度为10-20%的盐酸中，在50-70℃进行水解反应，加入质量浓度为5-10%的氢氧化钠中和，过滤，洗涤，干燥即得酸解淀粉；
（2）三甲基氯化铵GTA的制备：将环氧氯丙烷冷却至0-5℃，在搅拌条件下通入三甲胺，继续搅拌，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到GTA；
（3）低粘度阳离子淀粉的干法制备：将步骤（1）所得的酸解淀粉、4-10%氢氧化钠溶液搅拌20-40min，再加入步骤（2）所得的GTA，室温下继续搅拌20-40min，在60-80℃下反应10-16h得到固体粗产品，再用乙酸、70-80%乙醇溶液浸泡，过滤，洗涤、干燥即得。
2.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的玉米淀粉的加入量为40~70份。
3.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的盐酸的用量为10~40份。
4.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的合成方法，其特征在于：步骤（2）所述的环氧氯丙烷的用量为30~60份。
5.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的三甲胺的用量为10~30份。
6.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的丙酮的用量为30~50份。
7.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的氢氧化钠的用量为20-40份。
8.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的乙酸的用量为10-20份。
9.根据权利要求1所述的一种低粘度季铵型阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的乙醇的用量为20-40份。
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