一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于淀粉改性的技術領域，具體涉及一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及 應用。
【背景技術】
[0002] 淀粉是一種可再生的天然高分子，來源廣泛。淀粉分子鏈上含有眾多羥基功能基， 可通過酯化、醚化和交聯(lián)反應等改性得到性能優(yōu)良的淀粉衍生物。由于淀粉及淀粉衍生物 成膜性優(yōu)良且易降解，環(huán)境負擔小，故是紡織行業(yè)中常用的漿料。滌綸因其具有良好的強 力、耐磨性、挺括性、尺寸穩(wěn)定性及良好的洗可穿性，在服裝面料方面的應用得到愈來愈廣 泛。但滌綸是一種典型的疏水性纖維，淀粉漿料對其抱合力和粘附性差，常選用丙烯酸類和 聚乙烯醇類漿料，但其成本高，環(huán)境污染嚴重。因此，開發(fā)適合聚酯等疏水性纖維的漿料迫 在眉睫。
[0003] 依據(jù)相似相親原理，研宄者對鄰苯二甲酸淀粉進行了少量研宄。文獻(華僑大學學 報（自然科學版，25卷1期37-40))報道了可溶性淀粉與鄰苯二甲酸酐在N，N-二甲基甲酰 胺溶劑中以無水嘧啶為催化劑，在沸水浴中制備鄰苯二甲酸單酯。由于是可溶性的淀粉，文 獻沒有報道其用途和性能。課題組文獻(鄰苯二甲酸淀粉酯的制備及其漿紗性能的研宄，碩 士論文）報道了以鄰苯二酸酐為酯化劑，利用無水乙醇鈉為催化劑，高溫利用半溶媒法，合 成了與聚酯纖維結構相似的鄰苯二甲酸淀粉酯，具有一定的上漿性能。但取代度和反應效 率較低。
[0004] 在微波輻射作用下的有機反應速率比傳統(tǒng)的加熱方法快數(shù)倍甚至千倍，并可使一 些在常規(guī)回流條件下不能被活化而無法進行或難以進行的反應得以發(fā)生，且具有操作簡 單、時間短、產(chǎn)率高、少用或不用催化劑、反應溶劑或媒介物消耗少，易回收、純度高、合成路 線短等特點，因此，微波在有機合成中得到廣泛應用并迅速發(fā)展。本發(fā)明將利用微波技術制 備鄰苯二甲酸淀粉酯，以期提高取代度和反應速率，得到適合聚酯的淀粉漿料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應用。該制備 方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保無污染。所制備鄰苯二甲酸淀粉酯取代度高，適 用于聚酯織物的上漿，具有良好的應用前景。
[0006] 一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在20-50°C的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機中凍干，粉碎后得到 溶脹原淀粉； (2) 將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻 分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應器中攪拌反應3-10min，將產(chǎn) 物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0007] 所述步驟（1)中凍干溫度為-20°c，粉碎溫度為室溫。
[0008] 所述步驟（2)中以50g溶脹原淀粉為基準，需要重結晶鄰苯二甲酸酐的量為l~5g， 需要丙酮的用量為40~200mL。
[0009] 所述步驟（2)中的催化劑為無水乙醇鈉或無水吡啶，用量為溶脹原淀粉質(zhì)量的 1~5%〇
[0010] 所述步驟（3)中攪拌反應的轉(zhuǎn)速為200~500轉(zhuǎn)/min，洗滌溶劑為水，洗滌次數(shù)為 3~5次。
[0011] 所述步驟（3)中烘干溫度為40~50°C，粉碎是在室溫下進行。
[0012] 所述步驟（3)中微波功率為200~700w。
[0013] 按照上述鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法制備得到的鄰苯二甲酸淀粉酯對紗線進 行漿紗處理方面的應用。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用溶脹一冷凍預處理技術，用熱水將淀粉半溶脹，然 后凍干，得到易于酯化劑、催化劑分散的淀粉。將酯化劑和催化劑分散于丙酮溶劑中，加入 預處理后淀粉，用微波技術處理，得到鄰苯二甲酸淀粉酯，對聚酯及其混紡織物具有很好的 漿紗性能，是一種環(huán)保的適合聚酯的淀粉漿料；方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保 無污染；本發(fā)明制備鄰苯二甲酸淀粉酯，具有較高的取代度和反應速率，適合作為聚酯及共 混產(chǎn)品的漿料，具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0016] 實施例1 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在20°c水中溶脹5min，抽濾后置于凍干機中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹玉米淀粉和少 量無水乙醇鈉，均勻分散； (3) 將配好的反應物置于三口燒瓶中，于微波反應器中，微波200w，攪拌速度200轉(zhuǎn)/ min，反應3min，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0017] 實施例2 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在40°c水中溶脹8min，抽濾后置于凍干機中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹原淀粉和少量 催化劑，均勻分散； (3) 將配好的反應物置于三口燒瓶中，于微波反應器中，微波500w，攪拌速度300轉(zhuǎn)/ min，反應5min，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0018] 實施例3 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在50°c水中溶脹lOmin，抽濾后置于凍干機中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹玉米淀粉和少 量無水吡啶，均勻分散； (3) 將配好的反應物置于三口燒瓶中，于微波反應器中，微波700w，攪拌速度500轉(zhuǎn)/ min，反應lOmin，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0019] 實施例4 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在25°c的水中溶脹8min，抽濾后置于-20°c凍干機中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將I g重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于40 mL丙酮溶液中，然后加入50g溶脹原淀粉 和0. 5g催化劑無水乙醇鈉，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于200?微波反應器中于5001'/11^11的條件 下攪拌反應3min，將產(chǎn)物洗滌、40°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0020] 實施例5 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在30°c的水中溶脹7min，抽濾后置于-20°c凍干機中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將5g重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于200mL丙酮溶液中，然后加入50g溶脹原淀粉 和2. 5g催化劑無水乙醇鈉，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于700?微波反應器中于2001'/11^11的條件 下攪拌反應lOmin，將產(chǎn)物洗滌、50°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0021] 實施例6 本實施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在45°c的水中溶脹6min，抽濾后置于-20°c凍干機中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將2. 5g重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于120 mL丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和 I. 5g催化劑無水吡啶，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于500?微波反應器中于3001'/11^11的條件 下攪拌反應5min，將產(chǎn)物洗滌、45°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0022] 以18. 2tex聚酯或聚酯混紡紗線為漿紗對象，分別以實施例1~6所制備的鄰苯二 甲酸淀粉酯淀粉對紗線進行漿紗處理，將所制備不同取代度的鄰苯二甲酸淀粉酯淀粉于水 浴90°C攪拌Ih調(diào)制成濃度為1%的漿液，紗線于漿液中二浸二軋，105°C烘干，所得的紗線強 力及毛羽測試結果，如下表所示：
原紗強度17. 9/cN/tex，伸長率10. 3%，毛羽指數(shù)10. 23,從表中數(shù)據(jù)可以看出，與原紗 強度（17. 9/cN/tex)相比，實施例1-6的強度均取得大幅提高。毛羽指數(shù)大幅下降，說明毛 羽貼服顯著。
【主權項】
1. 一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于步驟如下： (1) 將原淀粉在20-50°C的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機中凍干，粉碎后得到 溶脹原淀粉； (2) 將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻 分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應器中攪拌反應3-10min，將產(chǎn) 物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。2. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)中 凍干溫度為-20°C，粉碎溫度為室溫。3. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（2) 中以50g溶脹原淀粉為基準，需要重結晶鄰苯二甲酸酐的量為l~5g，需要丙酮的用量為 40~200mL〇4. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（2)中 的催化劑為無水乙醇鈉或無水吡啶，用量為溶脹原淀粉質(zhì)量的1~5%。5. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應用，其特征在于：所述步 驟（3)中攪拌反應的轉(zhuǎn)速為200~500轉(zhuǎn)/min，洗滌溶劑為水，洗滌次數(shù)為3~5次。6. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中 烘干溫度為40~50°C，粉碎是在室溫下進行。7. 根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中 微波反應器的功率為200~700w。8. 按照權利要求1~7中任意一項所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法制備得到的鄰 苯二甲酸淀粉酯對紗線進行漿紗處理方面的應用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，將原淀粉在20-50℃的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機中凍干，粉碎后得到溶脹原淀粉；將重結晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻分散，得到混合液；將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應器中攪拌反應3-10min，將產(chǎn)物洗滌粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。對聚酯及其混紡織物具有很好的漿紗性能，是一種環(huán)保的適合聚酯的淀粉漿料；方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保無污染；本發(fā)明制備鄰苯二甲酸淀粉酯，具有較高的取代度和反應速率，適合作為聚酯及共混產(chǎn)品的漿料，具有良好的應用前景。
【IPC分類】D06M101/32, D06M15/11, C08B31/04
【公開號】CN104892778
【申請?zhí)枴緾N201510322949
【發(fā)明人】周偉濤, 武宗文, 黃海濤, 李俊禮, 周培文, 崔世忠
【申請人】中原工學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月12日