CN107446060A - 一种淀粉酯及其制备方法 - Google Patents
一种淀粉酯及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107446060A CN107446060A CN201710721726.8A CN201710721726A CN107446060A CN 107446060 A CN107446060 A CN 107446060A CN 201710721726 A CN201710721726 A CN 201710721726A CN 107446060 A CN107446060 A CN 107446060A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- starch
- ester
- starch ester
- parts
- maleic anhydride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
- C08B31/02—Esters
- C08B31/04—Esters of organic acids, e.g. alkenyl-succinated starch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明涉及新材料领域,特别涉及一种淀粉酯;包括以下按重量份计的原料:淀粉80~120份、马来酸酐5‑35份、离子液体1‑10份;本发明对淀粉酯的合成时间相较于传统淀粉酯的时间缩短了2.2h,解决了淀粉的塑化性能差的问题,避免了增塑剂的加入,使得本发明中的马来酸酐不会和增塑剂发生副反应,改善了淀粉酯的品质,对淀粉基改性材料的发展起到了积极的推动作用。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域,特别涉及一种淀粉酯及其制备方法。
背景技术
随着社会不断地快速发展,白色污染越来越严重,开发出一种新的可生物降解的替代物,已经迫在眉睫,淀粉的化学式为(C6H10O5)n,分子量一般在120000~480000之间,此外,淀粉还属于半结晶聚合物,具有相对复杂结晶性行为,其结晶度(Xc)约为15%-45%,这些特性使得淀粉及淀粉基材料可运用于可持续发展的生物降解塑料中,然而,淀粉又由于本身的一些特性,无法广泛的使用,需要对其进行一定的改性才能使得它广泛的运用于其领域,故有关淀粉及淀粉基改性材料的研究越来越受到人们的青睐。
离子液体是近年来兴起的一类极具应用前景的绿色溶剂,其在淀粉改性方面的的研究也有见多。法国学者AbdulkaderSankri等以离子液体[BMIM]Cl作为增塑剂增塑淀粉,通过双螺杆挤出机挤出制得具有导电性的热塑性淀粉,且该塑化淀粉比甘油增塑的热塑性淀粉的吸水率要小,拉伸性能更优良。WangNing等以[AMIM]Cl和[AMIM]Cl/甘油作为新型的玉米淀粉增塑剂制热塑性淀粉膜,原子力显微镜表明,[AMIM]Cl或[AMIM]Cl/甘油增塑的淀粉膜颗粒只有约10nm,塑化效果明显,提高[AMIM]Cl的含量,可提高TPS的电导率。除塑化加工改性之外,目前对淀粉及淀粉衍生物研究比较多的是经酯化反应、醚化反应、开环反应等常见化学改性手段,对淀粉分子链上葡萄糖单元的三个羟基进行化学修饰,从而实现淀粉结构的化学改性,一般,各类链长的酸酐和脂肪酸或脂肪酸衍生物均可用于改性淀粉,改善淀粉的亲水性、成膜性等。在众多淀粉化学改性过程中,学者们除了热衷研究醋酸酐、硬脂酸甲酯等酯化剂之外,在反应溶剂和催化剂等方面也有很大的研究热情,且随着环保观念的加强,绿色溶剂和绿色催化剂也不断被人们青睐。离液体子由于其的绿色环保性,被大量用于淀粉的化学改性,华南理工大学Luo以各类离子液体代替传统溶剂DMSO作为反应溶剂,研究玉米淀粉在不同离子液体中的溶解情况,待淀粉完全溶解后加入醋酸酐、月桂酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯等酯化进行反应,结果表明,在离子液体反应介质中可以实现淀粉无催化均相合成,且可以合成出取代度也比较高的淀粉酯。Xie以离子液体[BMIM]Cl作为溶剂,不但研究了氢氧化钠、吡啶等催化剂对合成淀粉酯取代度的影响,而且还研究了醋酸酐、磷酸盐等在离子液体中与淀粉的反应情况。研究结果表明离子液体在淀粉绿色化学改性中有很好的研究价值和意义。
通过反应挤出法对淀粉进行化学改性也是全球学者的一个研究热点,淀粉经反应挤出后也可以实现的酯化、开环、醚化等反应,而且反应耗时短,工艺简便,容易实现产品的工业化生产,淀粉的酯化反应在反应挤出法研究中更为的突出,在上个世纪末荷兰学者Robbert就有所报导:以醋酸乙烯酯为酯化剂,氢氧化钠为催化剂,水为增塑剂通过双螺杆挤出机挤出制得DS在0.05-0.2范围内的乙酰基化淀粉酯,而且醋酸乙烯酯的利用率很高,达到80%以上。Hanna以不同链长的酸酐为酯化剂,氢氧化钠为催化剂,改变酯化剂的种类和加入水平,通过相同的反应挤出工艺制得不同取代度的脂肪酸淀粉酯。B.Murúa-Pagola以醋酸酐、正辛烯琥珀酸酐(n-OSA)为酯化剂,通过单螺杆挤出机制得具有优良乳化性的淀粉酯。以RamaniNarayan为首的比利时、美国、法国、韩国等学者,利用马来酸酐优越的化学和物理性能,以马来酸酐为酯化剂,甘油为增塑剂,玉米淀粉为原料,在165℃左右的双螺杆挤出机中通过熔融挤出制得马来酸塑化淀粉(MTPS),马来酸酐利用率在85%以上。
可见淀粉酯是对淀粉及淀粉基改性材料的研究起着重要作用的,是淀粉基改性材料研究的重点,但是目前的淀粉酯的制备方面还存在一些问题,如一般的淀粉酯的合成方法耗时常长,通常在数小时以上,而且后期的溶剂不好清除,反应挤出的方法虽然耗时短,但由于淀粉的塑化性能差,需加入增塑剂,添加了马来酸酐容易和增塑剂发生副反应,问题严重,因此,制备性能良好的淀粉酯对淀粉基改性材料具有重要的推进作用。
发明内容
本发明为解决上述技术问题,提供了一种淀粉酯及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的:
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:淀粉80~120份、马来酸酐5-35份、离子液体1-10份。
优选地,包括以下按重量份计的原料:淀粉100份、马来酸酐18、离子液体5份。
进一步,所述的淀粉,是木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种,更优选为木薯淀粉。
进一步,所述的离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中的一种,更优选为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐。
进一步,所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将淀粉、马来酸酐和离子液体按配方量称取,放入高速混合机中混合0.5~1.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中进行共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
进一步,所述的共混改性,是将物料放入温度为100-150℃,转子转速为40-80R/min的密炼机中,密炼3-15min,实现对物料的共混改性。
进一步,所述的丙酮洗涤,是用丙酮洗涤料2至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止。
综上所述,本发明的有益效果在于:本发明对淀粉酯的合成时间相较于传统淀粉酯的时间缩短了2.2h,解决了淀粉的塑化性能差的问题,避免了增塑剂的加入,使得本发明中的马来酸酐不会和增塑剂发生副反应,改善了淀粉酯的品质,对淀粉基改性材料的发展起到了积极的推动作用。
附图说明
图1:不同DS淀粉酯的红外图谱。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或代替,仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:木薯淀粉80kg、马来酸酐5kg、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐1kg。
所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将木薯淀粉、马来酸酐和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐按配方量称取,放入高速混合机中混合0.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中,调节密炼机温度为100℃,转子转速为40R/min,密炼3min,实现对物料的共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止,将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
实施例2
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:马铃薯淀粉120kg、马来酸酐35kg、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐10kg。
所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将马铃薯淀粉、马来酸酐和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐按配方量称取,放入高速混合机中混合1.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中,调节密炼机温度为150℃,转子转速为80R/min,密炼15min,实现对物料的共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止,将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
实施例3
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:小麦淀粉100kg、马来酸酐18kg、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐5kg。
所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将小麦淀粉、马来酸酐和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐按配方量称取,放入高速混合机中混合1min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中,调节密炼机温度为130℃,转子转速为60R/min,密炼8min,实现对物料的共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止,将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
实施例4
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:玉米淀粉80kg、马来酸酐35kg、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐1kg。
所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将玉米淀粉、马来酸酐和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐按配方量称取,放入高速混合机中混合0.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中,调节密炼机温度为150℃,转子转速为40R/min,密炼15min,实现对物料的共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止,将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
实施例5
一种淀粉酯,包括以下按重量份计的原料:木薯淀粉120kg、马来酸酐5kg、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐10kg。
所述淀粉酯的制备方法,包括以下步骤:
(1)混料:将淀粉、马来酸酐和离子液体按配方量称取,放入高速混合机中混合1.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中,调节密炼机温度为150℃,转子转速为40R/min,密炼15min,实现对物料的共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止,将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
称取干燥木薯淀粉100份、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)5份或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)5份及马来酸酐30份,在高速混合机中高速混合,密炼机混炼(密炼温度为130℃,密炼时间为12.5min,密炼转速70R/min),出料,冷却,洗涤,干燥备用,制得马来酸木薯淀粉酯。利用酸碱反滴定进行取代度(DS)定,取代度测试结果如表1所示:
表1
配比 | DS |
木薯淀粉/马来酸酐=100/30 | 0.0321 |
木薯淀粉/[AMIM]Cl/马来酸酐=100/5/30 | 0.355 |
木薯淀粉/[BMIM]Cl/马来酸酐=100/5/30 | 0.0768 |
将表1中的不同DS的木薯淀粉酯和纯淀粉经溴化钾压片后,通过红外分析仪进行表征,其如图1所示,原淀粉的特征吸收峰中3200到3400cm-1的吸收主要是—O-H和氢键的吸收峰,2927cm-1左右主要是C-H的吸收;1153和1020cm-1附近的吸收峰主要是C-O的振动吸收,然而,本发明制备的木薯淀粉酯除了原淀粉的特征吸收峰之外,主要在1720cm-1附近还出现了C=O的振动吸收峰。由于木薯淀粉酯已经过丙酮洗涤,除去了未反应的马来酸酐和杂质,故由图中的1723cm-1处C=O的中强吸收峰,可以初步的判定该方法下合成的产物为马来酸木薯淀粉酯,同时,随着DS值的不断增大,淀粉酯的氢键峰的强度明显比原木薯淀粉的强度要弱,表明淀粉上大部分—O-H被马来酸酐所取代,而且在820cm-1处丁酯的特征吸收峰也逐渐明显,进一步表明产物是马来酸酐木薯淀粉酯。
Claims (7)
1.一种淀粉酯,其特征在于,包括以下按重量份计的原料:淀粉80~120份、马来酸酐5-35份、离子液体1-10份。
2.如权利要求1所述的淀粉酯,其特征在于,包括以下按重量份计的原料:淀粉100份、马来酸酐18、离子液体5份。
3.如权利要求1所述的淀粉酯,其特征在于,所述的淀粉,是木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉中的一种。
4.如权利要求1所述的淀粉酯,其特征在于,所述的离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中的一种。
5.如权利要求1所述淀粉酯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)混料:将淀粉、马来酸酐和离子液体按配方量称取,放入高速混合机中混合0.5~1.5min,得料1;
(2)共混改性:将料1投入密炼机中进行共混改性,出料得料2;
(3)纯化:将料2冷却后粉碎,用丙酮洗涤将洗涤产物放入烘箱中烘至恒重,即得本发明淀粉酯。
6.如权利要求5所述淀粉酯的制备方法,其特征在于,所述的共混改性,是将物料放入温度为100-150℃,转子转速为40-80R/min的密炼机中,密炼3-15min,实现对物料的共混改性。
7.如权利要求5所述淀粉酯的制备方法,其特征在于,所述的丙酮洗涤,是用丙酮洗涤料2至滤液滴入硝酸银溶液无沉淀为止。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710721726.8A CN107446060A (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种淀粉酯及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710721726.8A CN107446060A (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种淀粉酯及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107446060A true CN107446060A (zh) | 2017-12-08 |
Family
ID=60492941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710721726.8A Pending CN107446060A (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种淀粉酯及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107446060A (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110628087A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-31 | 东华大学 | 一种聚离子液体增塑的热塑性淀粉及其制备方法 |
CN111333740A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-06-26 | 天津科技大学 | 一种新型辛烯基琥珀酸颗粒淀粉酯的高效制备方法 |
CN113150395A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-23 | 苏州和塑美科技有限公司 | 一种超高淀粉含量的热塑性淀粉及其制备方法和应用 |
CN114736401A (zh) * | 2021-01-07 | 2022-07-12 | 洛阳常龙新材料科技有限公司 | 一种离子液体溶解淀粉的应用方法 |
CN114889285A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 道恩周氏(青岛)复合包装材料有限公司 | 一种低温热封生物可降解复合膜及其制备工艺 |
CN116120474A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-05-16 | 大连理工大学 | 一种基于淀粉的生物基vitrimer材料的制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005023873A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | Kemira Oyj | Starch esterification method |
CN102585020A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 闽江学院 | 基于碱性离子液体的高取代度阳离子淀粉的合成方法 |
WO2014186864A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | The Governors Of The University Of Alberta | Modification of starches and production of new biopolymers using subcritical fluid technology |
CN105001345A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-10-28 | 江苏联发纺织股份有限公司 | 棕榈酸酯改性淀粉浆料的离子液体溶液及其应用 |
-
2017
- 2017-08-22 CN CN201710721726.8A patent/CN107446060A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005023873A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | Kemira Oyj | Starch esterification method |
CN102585020A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 闽江学院 | 基于碱性离子液体的高取代度阳离子淀粉的合成方法 |
WO2014186864A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | The Governors Of The University Of Alberta | Modification of starches and production of new biopolymers using subcritical fluid technology |
CN105001345A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-10-28 | 江苏联发纺织股份有限公司 | 棕榈酸酯改性淀粉浆料的离子液体溶液及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
谭登峰: "木薯淀粉反应共混改性及马来酸淀粉酯/聚乳酸复合材料的研究", 《中国优秀硕士论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110628087A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-31 | 东华大学 | 一种聚离子液体增塑的热塑性淀粉及其制备方法 |
CN110628087B (zh) * | 2019-09-11 | 2021-07-16 | 东华大学 | 一种聚离子液体增塑的热塑性淀粉及其制备方法 |
CN111333740A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-06-26 | 天津科技大学 | 一种新型辛烯基琥珀酸颗粒淀粉酯的高效制备方法 |
CN114736401A (zh) * | 2021-01-07 | 2022-07-12 | 洛阳常龙新材料科技有限公司 | 一种离子液体溶解淀粉的应用方法 |
CN113150395A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-23 | 苏州和塑美科技有限公司 | 一种超高淀粉含量的热塑性淀粉及其制备方法和应用 |
CN114889285A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 道恩周氏(青岛)复合包装材料有限公司 | 一种低温热封生物可降解复合膜及其制备工艺 |
CN116120474A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-05-16 | 大连理工大学 | 一种基于淀粉的生物基vitrimer材料的制备方法 |
CN116120474B (zh) * | 2023-01-05 | 2024-05-03 | 大连理工大学 | 一种基于淀粉的生物基vitrimer材料的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107446060A (zh) | 一种淀粉酯及其制备方法 | |
CN101463137B (zh) | 以离子液体为溶剂制备天然高分子共混膜的方法 | |
CN107141603A (zh) | 一种可降解环保材料及其制备方法 | |
KR100394410B1 (ko) | 전분에스테르의제조방법,전분에스테르,및전분에스테르조성물 | |
CN112961474B (zh) | 一种聚乳酸/环氧植物油全生物基复合材料的制备方法 | |
CN104530664B (zh) | 一种以改性pet为基料的板材、加工方法及其加工设备 | |
JP2012211302A (ja) | 多糖類の溶解に用いられる溶媒ならびに該溶媒を用いた成形体および多糖類誘導体の製造方法 | |
CN110818954A (zh) | 具疏水性的热塑性淀粉复合材料与制造方法 | |
Diop et al. | Impact of the catalytic activity of iodine on the granule morphology, crystalline structure, thermal properties and water solubility of acetylated corn (Zea mays) starch synthesized under microwave assistance | |
CN110408180A (zh) | 一种木质素-淀粉组合母粒复合的生物降解聚酯材料及其制备方法 | |
CN115536996B (zh) | 一种纤维素纳米纤丝增强的全生物降解复合材料的制备方法 | |
CN104893008A (zh) | 一种酯化淀粉/聚乳酸复合材料的制备方法 | |
JP2018053192A (ja) | エステル化澱粉及び澱粉系プラスチック組成物 | |
CN104804225A (zh) | 一种淀粉、纤维素固体粉末表面羟基改性的方法 | |
TWI577725B (zh) | One - step modified hydrophobic thermoplastic starch - based biodegradable material and its preparation method | |
CN112143043A (zh) | 一种发泡生物降解树脂及其生产工艺 | |
Li et al. | Preparation of oxidized corn starch in dry method assisted by kneader | |
CN113831604A (zh) | 一种高强高韧热塑性淀粉材料及其制备方法 | |
CN114437524B (zh) | 一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法 | |
CN113308100B (zh) | 一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用 | |
AU768651B2 (en) | Method of making biodegradable polymer compositions | |
CN113121712A (zh) | 一种淀粉混酸酯衍生物及其制备方法 | |
CN107573423A (zh) | 一种乙酸辛酸淀粉酯的制备方法 | |
CN113105701B (zh) | 一种pvc/甘蔗渣复合材料的制备方法 | |
CN107974061B (zh) | 淀粉制糖工艺中副产物在制备聚乳酸复合材料中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171208 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |