[发明专利]一种纳米级片状羧甲基淀粉钠的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种羧甲基淀粉钠的制备方法，特别涉及一种纳米级片状高取代度羧甲基淀粉钠的制备方法。

(二)背景技术

羧甲基淀粉钠(Soudium Carboxymethyl Starch，CMS)是变性淀粉的主要产品之一，其特征为：为白色或略带黄色的粉末、无毒、无味、容易吸潮，可直接溶于冷水，但不溶于醇和醚，常温下溶于水形成胶体状溶液，在碱性或弱酸性溶液中稳定。CMS可作为乳化剂、增稠剂、分散剂、稳定剂、上浆剂、成膜剂和保水剂等，可广泛应用于医药、视频、纺织、印染、石油钻井、日用化工和建材、铸造及包装等领域。

目前CMS的制备方法按照使用的溶剂种类及多少的不同分为固法、水媒法和有机溶剂法等。固法使用的溶剂很少，在固相体系中进行反应，试剂小分子很难渗透到淀粉颗粒的内部，因此产物的取代度不高。水媒法缺点是淀粉容易发生糊化，醚化剂利用率低，也难以获得高取代度高粘度的CMS产品。有机溶剂法是以能与水相混溶的有机溶剂为介质，在少量水的存在下进行的醚化反应，因此能提高反应效率，产物取代度相对较高。

目前，通过上述方法制备的CMS，其粒径通常分布在微米级，本发明在超声波辅助下直接合成纳米级片状羧甲基淀粉钠，增加了CMS的比表面。由于淀粉本身表面结构致密及其多晶结构，氯乙酸渗透到淀粉颗粒内部较困难，经过超声处理后，其颗粒表面及内部结晶结构受到破坏，结晶区分子间氢键被打断，作用力减弱，结晶度下降，无定形结构增加。产物取代度与淀粉结晶度紧密相关，淀粉分子结晶度越小，氯乙酸基团越容易渗透进入淀粉颗粒内部，取代度越大。所以在一定超声处理时间内，淀粉不断受到来自超声波的空化作用，分子结晶度随处理时间的延长不断下降，氯乙酸盐容易渗透到淀粉颗粒内部，可以获得高取代度的CMS。随着超声时间持续延长，由于淀粉结晶区结构进一步瓦解，部分分子自由度增大，活性增强，将发生重排，形成新的结晶区，产生纳米级片状CMS。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种纳米级片状羧甲基淀粉钠的超声波辅助制备方法，所制备的羧甲基淀粉钠颗粒粒径达到纳米级且分布均匀，同时取代度得到了提高。

为实现本发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳米级片状羧甲基淀粉钠(CMS)的制备方法，所述方法按照以下步骤进行：(1)碱化反应：将淀粉与30％～100％乙醇水溶液和5％～35％氢氧化钠水溶液混合，在20～60℃反应20～80min，制得碱化液；(2)醚化反应：在步骤(1)所制得的碱化液中滴加10％～65％氯乙酸水溶液，在超声波条件下进行醚化反应，反应液后处理制得纳米级片状羧甲基淀粉钠，所述的淀粉、乙醇水溶液折百后的无水乙醇、氢氧化钠水溶液折百后的氢氧化钠、氯乙酸水溶液折百后的氯乙酸的质量比为100∶100～2000∶5～65∶20～65；在本发明“折百后的”是指某物质的水溶液理论上除去水后的该物质的净质量，如氢氧化钠水溶液折百后的氢氧化钠即指氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的净质量。

所述的淀粉为未经化学处理的谷类、薯类和豆类中一种或几种的混合，所述的淀粉优选为下列一种或两种以上任意比例的混合：①玉米淀粉、②木薯淀粉、③马铃薯淀粉、④豆薯淀粉；⑤甘薯淀粉、⑥魔芋淀粉、⑦红薯淀粉或⑧小麦淀粉，更优选为下列一种或两种以上任意比例的混合：①玉米淀粉、②木薯淀粉、③马铃薯淀粉或④红薯淀粉。

所述的乙醇水溶液的质量浓度优选为60～95％，氢氧化钠水溶液质量浓度优选为9％～25％、所述的氯乙酸水溶液的质量浓度优选为30％～55％。

所述的醚化反应在30～60℃条件下置于超声波条件下反应5～40min，所述的超声波功率为150～600w，优选为180～500w。

本发明所述的步骤(2)中后处理方法为：将醚化后的反应液用6mol/L盐酸调节pH值至7，抽滤，取滤饼用70～95％乙醇水溶液洗涤至滤液中无氯离子检出，洗涤后的滤饼，烘干，制得纳米级片状羧甲基淀粉钠。

本发明所述的烘干温度为30～70℃。

本发明所述的氯离子按照以下方法检测：取少量待测试液放入试管中，滴入少量稀HNO₃溶液，再滴入0.1mol/L硝酸银溶液少量，震荡，出现白色沉淀表明有氯离子存在。