[发明专利]一种可完全生物降解的淀粉接枝聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种可完全生物降解的淀粉接枝聚合物及其制备方法，属于淀粉基材料技术领域。所述淀粉接枝聚合物是由改性淀粉、溶剂、引发剂和接枝单体经自由基开环聚合反应而得；各组分混合比例按重量份数计：改性淀粉10份，溶剂10‑150份，引发剂0.01～1份，接枝单体1～100份。所述的改性淀粉为含双键的酯化淀粉，其制备方法为：首先向天然淀粉或天然淀粉加入溶剂所制淀粉悬浮液中滴加催化剂，然后，在10℃～60℃下搅拌0.5～3小时；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、干燥后制得含双键的酯化淀粉。本发明方法制备的淀粉接枝聚合物可完全生物降解。

技术领域

本发明属于淀粉基材料技术领域，具体涉及一种可完全生物降解的淀粉接 枝聚合物及其制备方法

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的工作。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，将其改性塑化加工为材料使用具有以下优势：具有完全生 物降解能力，降解后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 葡萄糖自由基具有高度不稳定性，目前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。且目前进行接枝的单体多为苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸及丙烯酸酯类等单体，由这类单体制备的接枝淀粉仍存在支链难以降解 的问题，因此所制备的接枝淀粉不能完全降解。

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。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，提供了一种可完全生物降解的淀粉接枝聚 合物的制备方法。该方法在淀粉中引入可反应的双键，提高了接枝率。同时， 制备了可聚合得到可完全生物降解的单体。

一种可完全生物降解的淀粉接枝聚合物，所述淀粉接枝聚合物的结构通式 为：

其中，St为淀粉分子，x，y为聚合度，x＝1-100，y＝1-100；

R₁为a，b，c，d结构中的一种，

R₂为A，B，C，D，E，F，G，H，K结构中的一种，

一种可完全生物降解的淀粉接枝聚合物的制备方法，所述淀粉接枝聚合物 是由改性淀粉、溶剂、引发剂和接枝单体经自由基开环聚合反应而得；各组分 混合比例按重量份数计：改性淀粉10份，溶剂10-150份，引发剂0.01～1份， 接枝单体1～100份。

所述的改性淀粉为含双键的酯化淀粉。

所述接枝单体的结构式为：

其中，R为A，B，C，D，E，F，G，H，K结构中的一种，

所述的溶剂为氯仿或水。