[發明專利]一種化學改性黃原膠的制備方法

有效

• 申請號: 201710506124.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107163188B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 鄭梅霞;廉鳳麗;熊瑤;張龍濤;劉波;朱育菁;張怡;鄭寶東
• 申請（專利權）人: 福建省農業科學院農業生物資源研究所
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/56;C08F8/00
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林云嬌

本發明屬于化學改性黃原膠領域，具體涉及一種化學改性黃原膠的制備方法，以過硫酸鉀為引發劑，丙烯酰胺為接枝單體，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚為交聯劑，制備接枝共聚物。獲得的改性黃原膠吸水增強，絮凝效果增強，在較低黃原膠與丙烯酰胺比例的條件下也能獲得高的接枝率，使黃原膠具有更廣闊的應用前景。本發明操作簡便，成本較低；制得的改性黃原膠可用做吸附劑在工業廢水中發揮很大作用，也可用于食品包裝，使食品達到保鮮的目的，也可用于藥物控釋。

技術領域

本發明屬于化學改性黃原膠領域，具體涉及一種化學改性黃原膠的制備方法。

背景技術

黃原膠又稱黃膠、漢生膠，黃單胞多糖，是淀粉經黃胞桿菌發酵而產生的胞外多糖類生物聚合物，無毒、可降解、具有高黏度，耐酸、堿、鹽、耐熱的特性以及懸浮性和觸變性等獨特的理化性質，具有許多高分子合成材料、天然生物高分子材料所不具備的優良性能。

目前黃原膠的改性方法很多，復配、疏水、與過渡金屬交聯、接枝共聚、微波、輻射等。其中通過與烯類單體進行接枝共聚反應，可以使黃原膠的性能得到進一步改進或獲得新的特性，從而得到更廣泛的應用。現有文獻曾報道過黃原膠與丙烯酰胺進行接枝共聚，既保留了黃原膠自身的特性，又具有丙烯酰胺均聚物的特點。但是丙烯酰胺單體濃度對接枝共聚反應影響較大，需要在較高濃度的丙烯酰胺條件下才能獲得高的接枝率。另外研究已知過量丙烯酰胺可致癌，使得這種改性黃原膠應用前景受限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種化學改性黃原膠的制備方法，在較低的黃原膠與丙烯酰胺比例的條件下也能獲得高的接枝率，獲得的改性黃原膠絮凝效果增強，使黃原膠具有更廣闊的應用前景。

本發明的一種化學改性黃原膠的制備方法，以過硫酸鉀為引發劑，丙烯酰胺為接枝單體，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚為交聯劑，制備接枝共聚物。

所述制備方法具體操作如下：將黃原膠溶解在蒸餾水中，置于25～30℃恒溫水浴鍋中恒溫攪拌并通氮氣保護，待黃原膠完全溶解后加入丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚攪拌，待水浴溫度達到50～70℃并且在完全無氧條件下，加入過硫酸鉀并攪拌反應3～5h，反應物經后續純化處理得到改性黃原膠。

所述黃原膠與所述丙烯酰胺的質量比為1：5～15。

所述黃原膠與三羥甲基丙烷三縮水甘油醚的質量體積比為1:0.26～0.76。

所述黃原膠與所述過硫酸鉀的質量比為1:0.2～0.4。

所述后續純化處理包括以下步驟：在反應物中邊攪拌邊倒入體積比為1～4:1的乙醇/水混合溶劑沉降，沉降物用體積比為1～4:1的乙醇/水混合溶劑充分洗滌，后用體積比為1～4:1的乙醇/水混合溶劑浸泡12～24h，過濾，干燥即得改性黃原膠。

本發明可以在較低的黃原膠與丙烯酰胺比例的條件下也能獲得高的接枝率，即所述黃原膠與所述丙烯酰胺的質量比為1：5，所述黃原膠與三羥甲基丙烷三縮水甘油醚的質量體積比為1:0.76，所述黃原膠與所述過硫酸鉀的質量比為1:0.4，并且反應的水浴溫度達到70℃。

本發明化學改性的主要作用機理是在聚合過程中，過硫酸鉀引發劑在加熱下分解產生硫酸根陰離子自由基。然后硫酸根自由基與黃原膠鏈反應，破壞了黃原膠中D-葡萄糖的環結構，導致形成一些更活潑的基團，如烷氧基。同時硫酸根自由基攻擊丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚分子，導致丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚自由基的形成。在反應位點附近的單體分子黃原膠，丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚成為由鏈起始產生的自由基的受體，其后自身成為鄰近分子的自由基供體，這導致接枝鏈無限增長。在鏈增長期間，聚合物鏈與交聯劑三羥甲基丙烷三縮水甘油醚的末端乙烯基反應。然后，共聚物由逐漸形成的交聯和網絡結構構成，得到改性黃原膠。

本發明的顯著優點在于：