[發明專利]利用高能射線制備淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物的方法

無效

• 申請號: 200910095098.2
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101696313A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 楊波;趙榆林;楊健;羅康碧
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C08L51/02
• 分類號: C08L51/02;C08K5/14;C08F251/00;C08F2/46;C08F8/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明屬于新型材料制備技術領域，涉及一種高能射線輻照引發淀粉/丙烯酰胺接枝共聚方法，具體涉及⁶⁰Coγ射線輻照引發制備淀粉接枝丙烯酰胺共聚物的方法，淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物及其衍生物能廣泛應用于造紙、石油、采礦與冶金、環保及新材料領域。

背景技術

接枝共聚物是一個聚合物主鏈同從側面以共價鍵的支鏈所組成，主鏈和支鏈可以是均聚物，也可以是共聚物。能在分子主鏈上接枝適當的單體的各種聚合物中，淀粉顯得很有前途，因為淀粉是地球上最豐富的天然物之一，而且它能通過植物直接固定太陽能而再生。根據預定指標改進淀粉的性能以滿足各種工業應用，這可以借助接枝的方法。事實上，接枝現在已經成為了一個改進各種高分子化合物性能的普通方法。

自從井本稔[井本稔等，Bull?of?Chem.Soc.of?Japan，1962，35(12)，2012]在1962年發現淀粉在水中能和某些烯類單體發生接枝共聚以來，許多科學家相繼發表了大量有關文章，對淀粉及纖維素等天然高分子與烯類單體接枝共聚進行了研究。其中，淀粉和丙烯酰胺的接枝共聚，以淀粉這個親水的剛性鏈為骨架、配以柔性的聚丙烯酰胺支鏈，形成剛柔相濟的網狀大分子，加之共聚物能進行各種側基反應，形成多種衍生物，受到國內外廣泛的重視。美國的O.B沃茲堡[I.K.Varma，O.P.Singh，N.K.Sandle，Die?Angew.Makrochemie，1983，119，183]首先利用鈰鹽誘發接枝共聚淀粉與丙烯酰胺，Reyes[Z.Reyes，J.Polym.Sci.A-1，1996，4，1031]等研究了以硝酸鈰胺為引發劑的小麥淀粉接枝丙烯酰胺反應，Mehrotra[R.J.Mehrotra，Appl.Polym.Sci.，1977，21，1647]等用焦磷酸錳作引發劑對馬鈴薯淀粉接枝共聚丙烯酰胺進行了研究，我國的潘松漢、吳平平等[潘松漢等，高分子材料與工程，1991，(4)，99；吳平平等，中國科技大學學報，1981，11(4)：123]以錳、鈰等過渡金屬元素的化合物為引發劑，研究了淀粉-丙烯酰胺化學引發接枝共聚，對反應的因素、機理以及接枝共聚物的結構、性能進行了探討。

利用高能輻照使聚合物產生活性點(自由基或離子)，再由該活性點引發單體的接枝共聚方法，稱為輻照接枝共聚法。在各種接枝共聚方法中，輻照接枝共聚法顯得非常有趣和很有前途，它與通常的化學法相比，具有許多優點。Fanta[G.F.Fanta，R.C.Burr，and?W.M..Doane，J.Appl.Polym.Sci.，1980，25，2285]等用⁶⁰Co照射淀粉-單體-水，可使C₄-C₁₂系列烷基丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯聚合到顆粒淀粉上。張志成[張志成等，高分子材料科學與工程，1992，(6)：16]等在⁶⁰Coγ射線下將丙烯腈接枝到淀粉上，但利用⁶⁰Coγ射線引發淀粉-丙烯酰胺接枝共聚合成接枝共聚物的方法未見報道；尤其是輻照接枝動力學研究和輻照引發淀粉-丙烯酰胺接枝共聚規律、機理、工藝的研究未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡單、成本低、產物純度高的制備淀粉接枝衍生物的方法。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了如下的技術方案：

利用高能射線制備淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物的方法，采用⁶⁰Co所產生的γ射線作為輻射源，在有氧或無氧條件下對糊化淀粉和丙烯酰胺的混合物進行輻照，進行淀粉糊化、均勻混合、輻照處理、穩定處理、改性反應得產物。

輻照處理采用輻照源鈷源⁶⁰Co，源活度≥1萬居里；輻照方法用靜態即碓碼和動態；均勻方式用翻身。

其中淀粉的糊化是將淀粉加入40-100℃的熱水糊化5-100min。

淀粉選取小麥淀粉或馬鈴薯淀粉或木薯淀粉。

其中均勻混合是將丙烯酰胺溶解于水中形成溶液，在糊化淀粉中加入丙烯酰胺水溶液，攪拌，通氮氣或不加氮氣密封，保存。

穩定處理是對輻照處理的淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物膠體，加入有機類過氧化物混合均勻。

改性反應是在接枝共聚物中加入醛類與胺類的預反應體，控制反應溫度40-80℃，攪拌反應2-5小時，得到陽離子化產物；或者取定量接枝共聚物，加入2％-15％摩爾比的NaOH反應得陰離子產物。

本發明的技術方案按照下列步驟得以細化和完善：