淀粉類絮凝劑一般的化學(xué)改性方法（二）

[db:作者] / 2022-12-30 00:00

②一步法合成工藝

結(jié)合用季銨基陽(yáng)離子醚化劑在淀粉中引入陽(yáng)離子的陽(yáng)離子化反應(yīng)機(jī)理，磷酸型兩性淀粉一步合成的反應(yīng)歷程推理如下:

對(duì)上述歷程分析如下：在堿的作用下，淀粉中羥基生成負(fù)氧離子，作為親核反應(yīng)試劑，同時(shí)陽(yáng)離子醚化劑生成活性較強(qiáng)的環(huán)氧結(jié)構(gòu)，發(fā)生親核取代反應(yīng)，環(huán)氧結(jié)構(gòu)環(huán)打開，環(huán)首端通過C-O-C鍵以醚結(jié)合形式生成具有陽(yáng)離子基團(tuán)淀粉衍生物。環(huán)被打開同時(shí)，在堿性環(huán)境中，開環(huán)另一端繼續(xù)保持負(fù)氧離子狀態(tài)，仍然具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，與具有酸酐結(jié)構(gòu)的三聚磷酸鈉或焦磷酸鈉進(jìn)行親核反應(yīng)，三聚磷酸鈉或焦磷酸鈉酸酐結(jié)構(gòu)分解，生成磷酸酯陰離子衍生物。

a.實(shí)例1

在水醇反應(yīng)介質(zhì)中，加入玉米原淀粉及三聚磷酸鈉堿溶液，50℃溫度下活化10～30min，再加入3-氯-2羥丙基三甲銨氯，50℃溫度下反應(yīng)3～4h，過濾后分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗濾數(shù)次，烘干，得到兩性淀粉。

b.實(shí)例2

將1.7g NaOH加入含3.5g三聚磷酸鈉的水溶液中，混合后加入到含50g淀粉的乙醇溶液中，50℃下加熱10min，然后將4.2mL的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPTMAC)加入淀粉漿料中，在50℃下攪拌反應(yīng)3h，產(chǎn)物用3mol/L鹽酸中和，并在8000r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min，再用蒸餾水洗滌2次，用95%乙醇洗滌一次，自然晾干，得磷酸型兩性淀粉。

c.實(shí)例3

36g N-2-氯乙基乙胺鹽酸鹽加入到含41.5g磷酸的水溶液中，緩慢加入59g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的鹽酸，待回流恒定后，滴加81g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%甲醛，回流3h，冷卻至24℃，將所得溶液12.4g加入至含50g玉米淀粉水漿中，調(diào)節(jié)pH值為11.8，在34℃下反應(yīng)6h，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的鹽酸調(diào)pH值至3，過濾，水洗，干燥得產(chǎn)品。

d.實(shí)例4

在水醇反應(yīng)介質(zhì)中，加入玉米原淀粉及三聚磷酸鈉堿溶液，50℃溫度下活化10～30min，再加入3-氯-2羥丙基三甲氯化銨，50℃溫度下反應(yīng)3h，過濾后分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗濾數(shù)次，烘干，得到兩性淀粉。其中，三聚磷酸鈉(STP) 用量為7%，3-氯-2羥丙基三甲氯化銨(CHPTAC)用量為7%，硫酸鈉(Na2SO4) 用量為20%，Na2HPO4/NaH2PO4為與STP水解成正磷酸鹽時(shí)相當(dāng)?shù)挠昧浚瑲溲趸c用量為3.0%(以上均指與淀粉干基為基的質(zhì)量百分比)；水醇體積比=1.0，淀粉乳質(zhì)量濃度為30%，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間3h。

(2)磺基丙酸型兩性淀粉

將干燥的3-氯-2-磺丙酸堿金屬鹽加入到淀粉水漿中，調(diào)節(jié)pH值為9.5～12.0，攪拌，40～80℃反應(yīng)0. 5～10. 0h (或者將中和過的此試劑溶液噴到干粉，干熱反應(yīng))，保持堿性條件下加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPTMAC)， 在30～40℃下反應(yīng)，過濾、洗滌及干燥后可得產(chǎn)品。

(3)羧酸型兩性淀粉

①實(shí)例1

在室溫下，將5g陽(yáng)離子淀粉溶于過氧化氫水溶液，攪拌均勻后，得到黏稠溶液。然后次性加入0.5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫溴酸，攪拌反應(yīng)5h后，往淡黃色黏稠溶液中加入250mL甲醇，沉析物過濾，干燥，得到含羧基和季銨鹽基團(tuán)得兩性淀粉。

②實(shí)例2

a.淀粉的陰離子化將交聯(lián)淀粉50g、水110～180g、40%氫氧化鈉溶液50～80mL、一氯醋酸20～30g， 置于三口燒瓶中，在30～60℃下攪拌反應(yīng)2～5h，中和至pH=6.5，過濾、干燥，得羧甲基化交聯(lián)淀粉(CAS)。

b.交聯(lián)淀粉陽(yáng)離子化 將交聯(lián)淀粉50g、 水110～ 180mL， 40%氫氧化鈉溶液50～80mL、3-氯-2 羥基丙基三甲基氯化銨25～40g，置于三口瓶中，在40～60℃下攪拌反應(yīng)3～8h后，中和至pH=6.5，過濾、洗滌、干燥，得陽(yáng)離子化交聯(lián)淀粉(CCS)。

(4)其他兩性淀粉衍生物

李泰華等用淀粉100份、有機(jī)酸及酸酐0.5～10份、具有氫鍵的胺類或醇類化合物0. 5～10份、吸水劑0.1～5份、無(wú)機(jī)填充劑2～10份、多元醇脂肪酸衍生物0.4～10份、有機(jī)填充劑0.35～10份、偶聯(lián)劑0.25～10份制備了兩性淀粉，該淀粉由于添加了多種添加劑，易于生物降解，而且加入了酸處理劑、解締合劑等，不僅有利于降解，而且可加大降解塑料中淀粉含量。

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