[發(fā)明專利]一種高耐酸耐鹽羥乙基羧甲基淀粉的制備方法

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• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105131138A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 邵自強;趙明
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北京北方世紀纖維素技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: C08B31/12
• 分類號: C08B31/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種變性淀粉的制備方法，具體涉及一種高耐酸耐鹽羥乙基羧甲基淀粉的制備方法。

背景技術

淀粉由葡萄糖分子聚合而成，分子鏈上含有很多醇羥基官能團，能與許多化學試劑作用生成性質(zhì)不同的變性淀粉產(chǎn)品。變性淀粉的性能比天然淀粉優(yōu)良，被廣泛用于食品、造紙、紡織、醫(yī)藥等方面。

羧甲基淀粉(CMS)為陰離子型高分子電解質(zhì)，其化學結構，性質(zhì)及功能均和羧甲基纖維素(CMC)相似，與原淀粉相比，CMS具有黏度高、親水性強、透明度好、凍溶穩(wěn)定性好等優(yōu)點。CMS的黏度隨取代度的提高而提高，CMS的黏度受濃度影響比較大，而受pH影響小，但在強酸條件下可以轉(zhuǎn)變成酸性，發(fā)生沉淀。通過添加交聯(lián)劑(如甲醛等)，能提高CMS的黏度。水溶液中，鹽含量的提高，可使CMS的黏度大大降低。溶液中若含有重金屬離子或陽離子型化合物時易形成凝膠或沉淀。CMS具有吸濕性，且隨著濕度的上升而增加，隨著溫度上升而減小，因此CMS必須貯存在密閉的容器內(nèi)。在食品工業(yè)中廣泛用為增稠劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑和黏合劑等，也能替代一部分價格高的植物膠。在造紙工業(yè)中CMS可作為紙張增強劑及表面施膠劑，并能與PVC合用形成抗油性及水不溶性的薄膜。

羥乙基淀粉(HES)屬于非離子淀粉醚，取代醚鍵的穩(wěn)定性高。在水解氧化糊精化交聯(lián)等的化學反應過程中，醚鍵不會斷裂，取代基團不會脫落，并受電解質(zhì)和pH影響小，能在較寬的pH條件下使用。羥乙基淀粉具有親水性，減弱了淀粉顆粒結構的內(nèi)部氫鍵的強度。隨著取代度的增高,糊化溫度下降，并最終能夠在冷水中膨脹。羥乙基淀粉糊化容易，糊液透明度高，流動性好，凝沉性弱，穩(wěn)定性高，可在低溫存放或冷凍中再融化，重復多次仍能保持其膠體結構。另外糊的成膜性好，透明柔韌和平滑，耐折性好，且由于沒有微孔，因此改善了抗油脂性。HES主要用于造紙、紡織和醫(yī)藥工業(yè)，是理想的表面施膠劑和涂布黏合劑，能有效地改善紙張的物理性能，如耐磨性能和手感及紙張平滑度，能解決紙張掉毛掉粉等難題，能抑制時油墨的浸透，使印刷紙油墨鮮明均勻膠膜平滑，減少油墨消耗。也常用做醫(yī)藥上的血漿填充劑。

盡管單一變性淀粉改進了天然淀粉的某些缺陷，但其本身也存在著不足之處，如羧甲基淀粉雖然合成條件安全，但是它不穩(wěn)定，受電解質(zhì)和pH的影響較大，不耐酸，不耐鹽；羥乙基淀粉的制備方法水媒法制備時間長，反應效率和取代度較低，而干法合成羥乙基淀粉雖然取代度高，但環(huán)氧試劑在使用過程中危險性大，合成條件苛刻，很難實現(xiàn)工業(yè)化，產(chǎn)品均勻性、穩(wěn)定性差，易分層，透明性不好。

近年來曾有人制得了雙重或多重復合變性淀粉，產(chǎn)品在性能上明顯優(yōu)于單一變性的淀粉，但開發(fā)的產(chǎn)品還較少，在工藝條件和產(chǎn)品性能的研究方面還不太成熟，尤其是羥乙基羧甲基淀粉制備技術缺乏。有文獻介紹了以淀粉為原料，丙酮為溶劑，通過一步法分階段加入醚化劑的方式制備羥乙基羧甲基淀粉的方法，但因其取代度低，只介紹了其在造紙領域的應用。但目前還沒有羥乙基羧甲基淀粉制備技術的專利報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種通過采用淤漿法，在有機溶劑體系中通過堿化和醚化反應制備高耐酸耐鹽羥乙基羧甲基淀粉的方法。該方法能有效提高產(chǎn)品的耐酸性、耐鹽性和溶解穩(wěn)定性，同時簡化生產(chǎn)流程，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低能耗，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)的：

一種高耐酸耐鹽羥乙基羧甲基淀粉的制備方法包括步驟：

(1)淀粉活化：以有機溶劑和堿金屬化合物使淀粉溶脹；

(2)醚化：加入醚化劑與有機溶劑混合物，在50～80℃溫度下醚化；

(3)中和：用酸中和體系中的堿；

(4)純化：將產(chǎn)物離心、用有機溶劑/水溶液洗滌、干燥。

進一步的，所述步驟(2)中醚化劑為氯乙醇和氯乙酸。也就是說羥乙基和羧甲基醚化劑同時加入反應體系中對淀粉進行醚化。

進一步優(yōu)選的，所述醚化劑為質(zhì)量分數(shù)為40％～60％的氯乙醇和氯乙酸的有機溶劑溶液，醚化時間為3.0～6.0小時；淀粉與作為醚化劑的氯乙醇和氯乙酸的質(zhì)量比為1：0.25～1.33：0.47～1.46。即氯乙醇和氯乙酸的總質(zhì)量與有機溶劑的質(zhì)量比為4～6：10。

進一步優(yōu)選的，所述步驟(3)中用于中和的酸為醋酸和/或鹽酸。當然此處用于中和的醋酸和/或鹽酸可事先溶于如乙醇、丙酮等的有機溶劑中再滴入體系中進行中和。

進一步的，所述步驟(1)中所用淀粉為綠豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一種或多種混合；步驟(1)中淀粉與有機溶劑質(zhì)量比為1：8～16。