[发明专利]一种含双键的改性淀粉、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种含双键的改性淀粉、制备方法及应用。改性淀粉的结构通式为：其中St为淀粉分子，R₁基团为羰基、硅氧键、氨酯键、醚键、酯键的一种，R₂基团为氢原子或烷基。制备方法包括：按重量份数计的以下及组分经自由基引发聚合反应制得所述改姓淀粉：天然淀粉100份，溶剂0～200份，催化剂10～50份，改性剂1～100份。本发明的具有高反应活性双键的变性淀粉制备方法可以在传统简单的合成设备上实现，成本低、环境友好、容易实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及淀粉基材料技术领域，进一步地说，是涉及一种含双键的改性淀粉、制备方法及应用。

背景技术

我国存在着大量的不能食用也不能当畜禽饲料的陈化粮，如何将陈化粮进行加工利用是目前一项重要工作。另一方面，非食用木薯淀粉属于一种经济作物，如何进行深加工、提高附加值是农村循环经济持续的一条必经之路。淀粉属于生物大分子，将其改性塑化加工作为材料使用作为具有以下优势：完全生物降解能力，只产生二氧化碳和水，不对环境产生危害；非石油基物质，可再生，取之不尽。

目前对淀粉的改性方法很多，其中接枝改性是最直接、最有效的方法。由于淀粉为天然大分子聚糖，分子结构复杂，独特的团粒结构和多羟基结构使一般的自由基难以进攻淀粉分子生成葡萄糖自由基，所以，通用的方法是通过高价金属氧化物对淀粉进行氧化后获得葡萄糖自由基，但这种方法耗费时间，且葡萄糖自由基具有的高度不稳定性，目前的接枝淀粉的引发主要依靠高价金属的过氧化盐引发剂或耗能较多的γ射线辐射引发进行接枝(参见公开号CN1869089，CN101735392A)，公开号CN103554371A公开了一种较为简单的接枝淀粉的制备方法，但接枝效率较低。由于普通淀粉分子中含有大量的羟基，接枝产物具有很强的吸水性，难于保存且易于分解。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种含双键的改性淀粉、制备方法及应用。在淀粉中引入可反应的双键，将解决以上问题，提高接枝率。

淀粉的接枝共聚物是一类新型的高分子材料，以亲水性、半刚性的淀粉大分子为骨架。如果含双键的淀粉与其他单体共聚反应，通过引入不同的化学结构的共聚单体，一方面可以调节接枝共聚物的物理机械性能，另一方面可以易于加工(不需加增塑剂)。该产物在塑料、橡胶、纺织、造纸、油田化学品、降解地膜、高分子絮凝剂、吸水材料等方面的具有广阔的应用前景。

本发明的目的之一是提供一种含双键的改性淀粉。

改性淀粉的结构通式为：

其中St为淀粉分子，R₁基团为羰基、硅氧键、氨酯键、醚键、酯键的一种，R₂基团为氢原子或烷基，较优地，R2为氢原子或甲基。

所述改性淀粉的取代度范围为0.01～2.5。

本发明的目的之二是提供一种含双键的改性淀粉的制备方法。

包括：

按重量份数计的以下及组分经自由基引发聚合反应制得所述改姓淀粉：

天然淀粉100份，溶剂0～200份，催化剂10～50份，改性剂1～100份，较优地，溶剂50-100份，催化剂10-20份，改性剂5-20份。

包括以下步骤：

(1)淀粉的催化预处理：向天然淀粉或天然淀粉加入溶剂制成的淀粉悬浮液中滴加催化剂，然后，在10℃～60℃下搅拌0.5～3小时；

(2)淀粉的改性：边搅拌边滴加改性剂，在10℃～60℃下搅拌0.5～3小时后加入无水乙醇洗涤，抽滤、干燥后制得所述改性淀粉；

所述天然淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、豆类淀粉或高粱淀粉的至少一种；