[發(fā)明專利]黃原膠-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物及其制備方法與應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110454244.3
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102532417A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 哈益明;王鋒;李彥杰;范蓓;李慶鵬;李偉明;周洪杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F226/10;C08F2/46;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及黃原膠-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

苯酚(phenol)是一種重要的化工原料，在造紙、煉油、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥合成等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，因此也是水體中常見的污染物(高曉蕾等，2006)。苯酚的毒性極大，能使生物體的蛋白質(zhì)發(fā)生變性和沉淀，引起組織的損傷、壞死，從而使生物中毒。由于毒性大，苯酚已被我國環(huán)保部門和美國國家環(huán)保署等機構(gòu)列為優(yōu)先控制的污染物(Sabio，et?al.，2001)，含酚廢水處理一直是環(huán)境保護界研究的熱點課題之一。目前，含苯酚廢水處理方法主要有萃取法、氣提法、吸附法、生化處理法、化學氧化法，光催化降解法，焚燒法、濃縮法、混凝沉淀法、滲析和反滲透法等。吸附法因不引入新的污染物且能從水中富集分離有機污染物而受到廣泛重視。

茶多酚(tea?polyphenol，TP)是一種具有多種生理活性的物質(zhì)，但在茶飲料生產(chǎn)中，因其被氧化成醌類或者茶多酚直接與生物堿、氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)形成大分子絡(luò)合物進而沉淀，影響茶飲料的品質(zhì)(楊海昭，2001；易國斌等，2001)。有報道用明礬、高嶺土、硅膠等吸附材料處理茶飲料改善其穩(wěn)定性，但會影響茶飲料的風味(吳正奇等，1999)。高效、無殘留、無污染、具有生物相容性吸附材料的開發(fā)一直受到人們的關(guān)注。

黃原膠(Xanthan?gum)是一類由野油菜黃單胞菌(Xanthomonas?campestris)分泌的胞外水溶性雜多糖，由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸構(gòu)成五糖重復(fù)單位，其中葡萄糖以β-(1，4)-糖苷鍵相連，構(gòu)成其主鏈。主鏈上間隔的葡萄糖基C-3位上連由β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖醛酸-α-D-甘露糖組成的短支鏈。黃原膠的主、支鏈上含有大量的羥基、羧基、縮酮等活性基團，可以通過醚化、酯化反應(yīng)及接枝乙烯基單體賦予黃原膠新的性能。

NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)分子中含有性質(zhì)活潑的不飽和乙烯基(CH₂＝CH-)、親水性基團(N原子和羰基)和疏水性基團(烴基和環(huán)烴基)，適合作為接枝共聚及交聯(lián)的單體分子。其聚合或交聯(lián)產(chǎn)物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和交聯(lián)的聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP)可以有效的去除啤酒、茶葉及果汁中的多酚類物質(zhì)，是良好的吸附材料，但是利用NVP單體生產(chǎn)不溶性PVP和PVPP(分子量至少要大于40000)需要大量單體物質(zhì)，成本較高。

與常規(guī)的化學接枝方法相比，輻射接枝具有多種優(yōu)點：(1)輻射接枝反應(yīng)由射線引發(fā)，不需引發(fā)劑，避免了雜質(zhì)的引入，可以得到純凈的接枝共聚物，同時還起到消毒的作用；(2)電離輻射與物質(zhì)的作用無選擇性，原則上，輻射接枝技術(shù)可以用于任何一對聚合物基材-單體體系的接枝共聚；(3)電離輻射，特別是穿透力強的γ射線輻射，可以在固態(tài)多糖材料中均勻的形成自由基，從而可以完成傳統(tǒng)化學法難以進行的接枝反應(yīng)。(4)輻射接枝共聚可以在室溫或者低溫下進行，操作簡單，接枝反應(yīng)速率、接枝率和接枝深度(表面或本體接枝)可以通過輻照劑量、劑量率、單體濃度和向基材溶脹的深度來調(diào)控(哈鴻飛等，2002)。

基于黃原膠和NVP各自性能的特點，以及輻射接枝的優(yōu)點，本項目以黃原膠(XG)多糖為基材，選擇N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)為接枝單體，利用γ-射線輻射法，首次制備出對苯酚和茶多酚具有較高吸附能力的黃原膠-N-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(XG-g-NVP)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種黃原膠-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明提供的制備黃原膠-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的方法，包括如下步驟：將N-乙烯基吡咯烷酮(簡稱NVP)和黃原膠(簡稱XG)于溶劑中混勻后，用放射性物質(zhì)所產(chǎn)生的γ射線進行輻照，得到所述黃原膠-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(簡稱XG-g-NVP)；所述黃原膠的分子式為(C₃₅H₄₉O₂₉)_n，n為2000-20000。