[发明专利]季鏻盐阳离子淀粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种季鏻盐阳离子淀粉及其制备方法。该季鏻盐阳离子淀粉是以淀粉为原料，采用卤代酰卤与淀粉分子链上的一个或多个羟基发生酯化反应，将卤代酰卤键接到淀粉分子链上，生成酯化改性的淀粉‑卤代酰卤接枝物，然后再采用三烷基膦与淀粉‑卤代酰卤接枝物进行季鏻化反应制备而成。本发明制备的季鏻盐阳离子淀粉热稳定性更好，吸附能力更强，pH适用范围更广，具有广阔的应用前景；而且，制备方法简便，原料丰富，可制备多种类型的季鏻盐阳离子淀粉，丰富了阳离子淀粉的种类。

技术领域

本发明涉及一种改性淀粉材料，特别是涉及一种季鏻盐阳离子淀粉及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种可降解、可再生的绿色高分子材料。但由于天然淀粉的结构及呈现的物理化学特性，决定了其作为材料使用的局限性。人们根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术，研发出阳离子淀粉等多种变性淀粉，其产品广泛应用于食品、纺织、采矿、除污、造纸、铸造等行业中。

阳离子淀粉是通过醚化、酯化、接枝共聚的方法，在原淀粉分子链上引入阳离子基团，使淀粉具有正电荷性的一种淀粉衍生物。阳离子淀粉因其对带阴电荷物质具有亲和性，而成为一种有重要工业用途的淀粉衍生物，如季铵盐阳离子淀粉，已广泛应用于造纸、采矿业、油田、粘合剂、化妆品和污水处理等领域。

季鏻盐类似于季铵盐，是一种比较常见的带有阳离子的化合物。磷原子半径较氮原子半径大，相应的离子半径也大，极化作用增大，正电性增加，更容易与带负电荷的物质产生静电吸附作用。而且，季鏻盐的分解温度高，pH适应性好，抗菌性能更佳，其用途要比季铵盐广泛。如将季鏻盐基团引入到淀粉大分子上制备出季鏻盐阳离子淀粉，应是一类具有新颖性能的变性淀粉材料。将会在化工、电子、纺织、燃料、农业等行业有广阔的应用前景。申请号为CN201210043878.4的发明专利公开了一种季鏻盐型阳离子淀粉的制备方法，在自由基聚合引发剂或电离辐射作用下进行接枝共聚，将季鏻盐阳离子官能团键接到淀粉大分子上，制备出季鏻盐型阳离子淀粉。该季鏻盐型阳离子淀粉的制备方法工艺比较复杂，制备得到的季鏻盐阳离子淀粉种类比较单一。因此，有必要研究新的季鏻盐阳离子淀粉制备方法，丰富季鏻盐阳离子淀粉的种类。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的旨在提供一种季鏻盐阳离子淀粉及其制备方法。该季鏻盐阳离子淀粉是首先将卤代酰卤键接到淀粉大分子上，然后再与三烷基膦进行季鏻化反应，制备得到季鏻盐阳离子淀粉。该制备方法简单，原料丰富，可制备多种类型的季鏻盐阳离子淀粉，丰富了阳离子淀粉的种类。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种季鏻盐阳离子淀粉，所述季鏻盐阳离子淀粉是指淀粉分子中至少有一个-OH先与卤代酰卤发生酯化反应、再与三烷基膦发生季鏻化反应而形成的产物。该-OH依次经酯化和季鏻化反应后转化为具有如式(Ⅰ)所示结构的基团：

式Ⅰ中，-R₁-表示碳原子数为1～10的亚烷基；X^-表示Cl^-或Br^-；-R₂、-R₃、-R₄均表示芳香烃基或碳原子数为1～10的脂肪烃基。

根据上述的季鏻盐阳离子淀粉，优选地，所述-R₁-表示碳原子数为1～5的亚烷基。

根据上述的季鏻盐阳离子淀粉，优选地，所述-R₂、-R₃、-R₄均表示苯基或碳原子数为1～8的脂肪烃基。更加优选地，所述-R₂、-R₃、-R₄为苯基、甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基中的任意一种。

一种季鏻盐阳离子淀粉的制备方法，包括以下步骤：