[發(fā)明專(zhuān)利]超高分子量陰離子生物多糖接枝共聚物及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410649456.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104327215A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊茅;胡陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 威海漢邦生物環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F251/00
• 分類(lèi)號(hào): C08F251/00;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06
• 代理公司: 北京挺立專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 王震秀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超高分子量生物多糖改性工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超高分子量陰離子生物多糖接枝共聚物及其制備方法。

背景技術(shù)

生物多糖是一類(lèi)由10個(gè)以上單糖分子聚合而成的高分子化合物，目前廣泛制取于動(dòng)物、植物、微生物和藻類(lèi)地衣中。對(duì)生物多糖進(jìn)行陰離子化改性，可以制備出陰離子型生物多糖，由于它對(duì)帶有正電荷物質(zhì)的靜電吸引及具有較高的分子量、增稠性、潤(rùn)滑性與成膜性等優(yōu)良性能，其研究和應(yīng)用受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注，目前陰離子化改性后的生物多糖材料可廣泛應(yīng)用于污水處理、油田鉆井、造紙、紡織、印染、選礦等領(lǐng)域。生物多糖類(lèi)陰離子化改性主要采用醚化和接枝共聚的方式，且研究和開(kāi)發(fā)較多的多是醚化類(lèi)，如羧甲基淀粉，而接枝共聚型材料大多停留在研發(fā)和推廣階段，其選用的陰離子單體主要為：烯基羧酸、烯基羧酸鹽、烯基磺酸和烯基磺酸鹽等。

公告號(hào)為CN103396515A的專(zhuān)利公開(kāi)了淀粉與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二羥基苯磺酸、苯乙烯磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺等單體的接枝共聚物，可用作抗高溫降濾失劑。公告號(hào)CN103225207A的專(zhuān)利中采用懸浮聚合的方式將殼聚糖與丙烯酸類(lèi)單體共聚，制得可用于紡織工業(yè)的漿紗。公告號(hào)CN103467657A的專(zhuān)利中，以合成或源自天然的糖類(lèi)材料與磺酸鹽形成磺化接枝共聚物，可用于水處理系統(tǒng)中的阻垢劑和分散劑，其中利用的多糖為淀粉、纖維素、瓜爾膠、果膠、藻酸鹽，其產(chǎn)物的分子量小于25000。

有上述可以看出，諸多研究中所用的糖類(lèi)材料大多取自于天然材料的人工提煉，雖然可生物降解，但單獨(dú)使用時(shí)其在分子量及結(jié)構(gòu)性能上仍然難以滿(mǎn)足實(shí)際的需要，導(dǎo)致其應(yīng)用較難推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種超高分子量陰離子生物多糖接枝共聚物及其制備方法，采用人工合成且已規(guī)模化生產(chǎn)的具有200萬(wàn)-3000萬(wàn)超高分子量的生物多糖為基材，通過(guò)與一系列含有不飽和雙鍵的單體發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，獲得一種具有超高分子量且性能優(yōu)異的接枝共聚型陰離子生物多糖功能材料。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種超高分子量陰離子生物多糖接枝共聚物，以現(xiàn)有的分子量為200萬(wàn)-3000萬(wàn)非離子型生物多糖的溶液為原料，以含不飽和雙鍵的烯基酰胺或烯基羧酸(鹽)或烯基磺酸(鹽)為單體，采用水溶液自由基聚合的方式制得，產(chǎn)物分子量為300萬(wàn)-5000萬(wàn)。

優(yōu)選的，所述的非離子型生物多糖的單元結(jié)構(gòu)為：

所述非離子型生物多糖的分子量為200萬(wàn)-3000萬(wàn)，溶液質(zhì)量濃度為4-40％。

其優(yōu)選制備方法為專(zhuān)利公告號(hào)CN101392280A中所述的一種制備多糖生物絮凝劑的酶學(xué)方法，其具體制備方法如下：

所述多糖生物絮凝劑的優(yōu)選的動(dòng)力粘度分別為4500cPs、11250cPs和65000cPs，包括如下制作步驟：

(1)根據(jù)上述多糖生物絮凝劑動(dòng)力粘度的要求，分別對(duì)應(yīng)地配制濃度為0.80mol/L、0.73mol/L和0.44mol/L的蔗糖溶液1000毫升、5000毫升和1000升；

(2)在上述蔗糖溶液中分別加入氯化鈣溶液，其中濃度為0.80mol/L和0.73mol/L的溶液中分別加入0.5％的氯化鈣溶液10毫升和50毫升；濃度為0.58mol/L和0.44mol/L的溶液中分別加入5％的氯化鈣溶液100毫升和1000毫升；

(3)用30％醋酸緩沖溶液調(diào)節(jié)上述蔗糖溶液的pH值在5.2～5.4范圍；

(4)向上述蔗糖溶液中分別加入葡聚糖蔗糖酶溶液17.5毫升、109.6毫升、2500毫升和29.2升，酶的活性分別為456IU/ml、456IU/ml和480IU/ml，混勻后，用10％醋酸調(diào)節(jié)pH值在5.2～5.4范圍；

(5)將上述溶液置于恒溫水浴中，調(diào)節(jié)攪拌，充分反應(yīng)直至溶液達(dá)到所要求的動(dòng)力粘度，上述0.80mol/L、0.73mol/L和0.44mol/L四種不同濃度的溶液對(duì)應(yīng)的恒溫水浴溫度分別為20～22℃、22～24℃、24～26℃；

(6)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加熱滅菌，過(guò)濾除雜，純化濃縮后即得所述非離子型多糖生物絮凝劑。