本發(fā)明涉及淀粉膠
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
：淀粉是一種廉價(jià)的可再生天然高分子材料，它無(wú)毒、易生物降解。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和有效利用淀粉資源已成為材料研究領(lǐng)域普遍關(guān)注的課題。淀粉直接作為膠黏劑時(shí)其流動(dòng)性、滲透性、以及力學(xué)性能較差。用物理、化學(xué)或生物的方法對(duì)淀粉進(jìn)行改性便可改變淀粉的特性，是制備淀粉膠黏劑的有效方法。目前大多數(shù)淀粉膠黏劑都是通過(guò)氧化、交聯(lián)、酯化等改性方法，雖然改善了流動(dòng)性、滲透性等性能，但與合成高分子膠黏劑的粘合強(qiáng)度相比仍存在較大的差距。本發(fā)明通過(guò)淀粉與烯烴類(lèi)單體接枝共聚，使的烯烴類(lèi)單體以一定的聚合度接枝到淀粉分子鏈上，從而賦予了淀粉膠黏劑以新的性能。由于此方法可通過(guò)接枝單體的選擇、接枝密度以及支鏈長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)與控制來(lái)調(diào)控共聚物的性能，從而達(dá)到調(diào)控淀粉膠黏劑性能與高分子合成膠黏劑相當(dāng)。又保留可生物降解性能，與人類(lèi)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的要求相適應(yīng)，符合綠色環(huán)保理念。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠及其制備方法，具有接枝率高，粘結(jié)強(qiáng)度好、可降解和成本低廉的特點(diǎn)。本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠的制備方法，包括以下步驟：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為60～120kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射15～45分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%。經(jīng)過(guò)微波改性的淀粉具有比表面積大，反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，在后續(xù)接枝共聚反應(yīng)階段可以提高20-35%的反應(yīng)效率B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液20～30重量份，攪拌15～45min后加入氫氧化鈉粉末1～3重量份，攪拌20～60min后加入（3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨3～15重量份，攪拌20～60min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)時(shí)間為60～180min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉。C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.005～0.05重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌10～30min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在70～80℃，保溫30～60min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在85～90℃，通入氮?dú)猓?～20min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.1～0.5重量份，加入時(shí)間控制在1～2h加完，保溫反應(yīng)2～4h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。優(yōu)選地，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.1～0.5：0.1～0.5：0.1～0.3：0.05～0.2。優(yōu)選地，所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。優(yōu)選地，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.3：0.3：0.3：0.1。優(yōu)選地，所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。一種以上有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠的制備方法所得的淀粉膠。本發(fā)明一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠及其制備方法，具有如下的有益效果：第一、接枝率高，本發(fā)明采用微波和超細(xì)粉磨機(jī)預(yù)處理淀粉，可以提高淀粉接枝率，為下一步提高膠粘劑粘合強(qiáng)度奠定了基礎(chǔ)；第二、粘結(jié)強(qiáng)度好，本發(fā)明的有機(jī)硅改性陽(yáng)離子淀粉接枝苯丙乳液接枝率高，通過(guò)加入有機(jī)硅改性劑的加入增加了膠黏劑的粘結(jié)強(qiáng)度和柔韌性；第三、可降解，本發(fā)明所述的有機(jī)硅改性陽(yáng)離子淀粉接枝苯丙乳液采用了天然高分子與乙烯基單體接枝共聚，既具有合成高分子材料不具備的生物降解性能，又改善了普通改性淀粉干燥速度慢和粘結(jié)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)第四、成本低廉，本產(chǎn)品相對(duì)于市面上的合成高分子膠粘劑相比，成本低，性能相當(dāng)。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例及對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠，是通過(guò)以下步驟制備的：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為120kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射30分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%；B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液20重量份，攪拌45min后加入氫氧化鈉粉末2重量份，攪拌20min后加入3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨15重量份，攪拌40min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)時(shí)間為180min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉；C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.0275重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌10min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在80℃，保溫45min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在85℃，通入氮?dú)猓?0min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.3重量份，加入時(shí)間控制在1h加完，保溫反應(yīng)4h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。在本實(shí)施例中，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.3：0.1：0.3：0.025。所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。實(shí)施例2本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠，是通過(guò)以下步驟制備的：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為90kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射15分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%；B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液30重量份，攪拌30min后加入氫氧化鈉粉末1重量份，攪拌60min后加入3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨9重量份，攪拌20min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為90min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉；C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.005重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌30min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在75℃，保溫30min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在90℃，通入氮?dú)猓?3min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.1重量份，加入時(shí)間控制在2h加完，保溫反應(yīng)3h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。在本實(shí)施例中，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.3：0.1：0.3：0.12。所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。實(shí)施例3本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠，是通過(guò)以下步驟制備的：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為60kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射45分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%；B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液25重量份，攪拌15min后加入氫氧化鈉粉末3重量份，攪拌40min后加入（3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨3重量份，攪拌60min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時(shí)間為60min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉；C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.05重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌20min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在70℃，保溫60min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在88℃，通入氮?dú)猓?min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.3重量份，加入時(shí)間控制在1h加完，保溫反應(yīng)4h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。在本實(shí)施例中，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.5：0.3：0.1：0.2。所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。實(shí)施例4本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠，是通過(guò)以下步驟制備的：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為80kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射35分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%；B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液28重量份，攪拌25min后加入氫氧化鈉粉末1.3重量份，攪拌50min后加入（3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨6重量份，攪拌20～60min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為100min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉；C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.035重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌13min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在78℃，保溫50min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在87℃，通入氮?dú)猓?0min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.1～0.5重量份，加入時(shí)間控制在1.2h加完，保溫反應(yīng)2.4h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。在本實(shí)施例中，在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.1：0.5：0.13：0.05。所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。實(shí)施例5本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)硅改性苯丙接枝淀粉膠，是通過(guò)以下步驟制備的：A、微波物理變性將市售普通淀粉加水調(diào)節(jié)水分為20-30%，破碎，然后經(jīng)過(guò)功率為80kw的隧道式連續(xù)多諧振腔微波輻射設(shè)備照射35分鐘，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨機(jī)研磨，進(jìn)入除塵布袋，收集到的淀粉粒徑為4～20μm，水分為2～5%；B、.陽(yáng)離子改性將經(jīng)過(guò)微波物理變性淀粉100重量份投入到混合罐中，攪拌過(guò)程中加入濃度為30～50%異丙醇水溶液28重量份，攪拌25min后加入氫氧化鈉粉末1.3重量份，攪拌50min后加入（3-氯-2-羥丙基）三甲基氯化銨6重量份，攪拌20～60min。抽料到反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為100min；反應(yīng)完畢后通過(guò)冷卻、中和、脫水、干燥、破碎，得到取代度為0.02～0.08的陽(yáng)離子改性淀粉；C、有機(jī)硅和苯丙接枝共聚將陽(yáng)離子改性淀粉、去離子水、中溫淀粉酶0.035重量份投入反應(yīng)釜中，攪拌13min。開(kāi)啟加熱裝置，溫度控制在78℃，保溫50min，這樣使淀粉糊化充分，然后將淀粉糊液溫度控制在87℃，通入氮?dú)猓?0min后緩慢加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、有機(jī)硅和水溶性偶氮引發(fā)劑0.1～0.5重量份，加入時(shí)間控制在1.2h加完，保溫反應(yīng)2.4h，冷卻，出料，稱(chēng)重，包裝即得成品。在本實(shí)施例中，所述市售普通淀粉的粒徑為25～60μm，水分為9～17%。在所述有機(jī)硅和苯丙接枝共聚中，陽(yáng)離子淀粉：苯乙烯：丙烯酸丁酯：丙烯酸：有機(jī)硅的質(zhì)量配比為1：0.3：0.3：0.3：0.1。所述有機(jī)硅為γ―氨丙基三乙氧基硅烷-乙烯基三甲氧基硅烷。實(shí)施例6～12實(shí)施例6～12與實(shí)施例5的區(qū)別在于陽(yáng)離子淀粉的取代度，其他制備步驟與實(shí)施例5相同。為了驗(yàn)證本發(fā)明的性能，分別對(duì)實(shí)施例6～12所得的淀粉膠進(jìn)行粘合強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示：表1實(shí)施例6～12粘合強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9實(shí)施例10實(shí)施例11實(shí)施例12取代度(DS)0.020.030.040.050.060.070.08粘合強(qiáng)度(N/m)562658764820123812401256實(shí)施例13～1,4實(shí)施例13～14與實(shí)施例5的區(qū)別在于陽(yáng)離子淀粉與有機(jī)硅的配比不同，其他配比不變。為了驗(yàn)證本發(fā)明的性能，分別對(duì)實(shí)施例13～14，所得的淀粉膠進(jìn)行接枝率和粘合強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示：表1實(shí)施例5、13～14接枝率和粘合強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果實(shí)施例5實(shí)施例13實(shí)施例14淀粉與有機(jī)硅的配比1：0.11:0.051:0.2接枝率(%)55.6234.2546.34粘合強(qiáng)度(N/m)284623522912以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說(shuō)明書(shū)所述和以上所述而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是，凡熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而作出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3