一种α-环糊精改性淀粉浆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纺织用变性淀粉浆料技术，具体为一种α‑环糊精固载淀粉及其制备方法，其特征在于该淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉50份；α‑环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份。本发明专利技术解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种α‑环糊精固载淀粉(CS‑αCD)的制备方法，该制备方法采用本发明专利技术所述乙酰化玉米淀粉的原料质量组成和以下工艺步骤：(1)把所述份数的玉米原淀粉、α‑环糊精和200份无离子水制成淀粉悬浮液，转移至500mL三口烧瓶中，放置在85℃水浴锅中，接通冷凝装置，加热糊化30min，随后通过恒压滴液漏斗加入100份含有所述份数的苹果酸和次磷酸钠的溶液，搅拌均匀，将混合物转移入烘箱120℃反应2h后取出。(2)反应结束后取出并粉碎，用去离子水洗涤两遍，再用75％的乙醇洗涤两遍、离心烘干获得样品α‑环糊精固载淀粉即CS‑αCD。

A kind of alpha-cyclodextrin modified starch size and its preparation method

The present invention relates to modified starch sizing technology for textiles, in particular to a kind of alpha cyclodextrin immobilized starch and its preparation method. The characteristics of the starch are as follows: 50 parts of corn starch, 50 parts of alpha cyclodextrin, 20 parts of malic acid, 7.5 parts of sodium hypophosphite and 300 parts of deionized water. The technical scheme to solve the technical problems of the preparation method is to design a preparation method of a cyclodextrin-immobilized starch (CS alpha CD). The preparation method adopts the raw material quality composition of the acetylated corn starch and the following technological steps: (1) to prepare starch suspension from the corn starch, a cyclodextrin and 200 copies of ionless water, and transfer it to 500 mL. Three flasks were placed in a water bath pot at 85 C. The condensation device was connected and the gelatinization was heated for 30 minutes. Then 100 copies of malic acid and sodium hypophosphite solution containing the said amount were added through a constant pressure dropping funnel. The mixture was stirred evenly and transferred to the oven at 120 C for reaction for 2 hours before being taken out. (2) After the reaction, the starch was removed and crushed, washed twice with deionized water, washed twice with 75% ethanol, and centrifugally dried to obtain the sample of alpha cyclodextrin-loaded starch, namely CS alpha CD.

【技术实现步骤摘要】
一种α-环糊精改性淀粉浆料及其制备方法
本专利技术涉及纺织用变性淀粉浆料技术，具体为一种α-环糊精固载淀粉及其制备方法。
技术介绍
淀粉作为经纱上浆的主浆料，来源非常广泛，且价格低廉，但调浆手续麻烦、上浆性能也不能令人满意。PVA的出现，解决了疏水性纤维的上浆问题，其卓越的成膜性能被认为是经纱上浆的一次革命。但PVA难以降解对环境造成污染，被认为是不洁浆料。由于淀粉资源丰富，易于降解，人们可利用淀粉大分子结构上的特点，对淀粉进行化学或物理变性，改善淀粉的实用性能。取代PVA的一条思路就是对淀粉进行变性处理，以达到单独或与丙烯酸类浆料混合使用，革除PVA的目的。环糊精(简称CD)，一般由6-8个葡萄糖分子组成，分子形如一个圆筒，表面分布着众多的反应性羟基，水溶性强，是一种天然的寡糖，其结构与淀粉相似，与淀粉结合后能够形成一种保持水溶性，且不破坏其降解性的新型淀粉。在国内外的研究中，多数研究偏向于将β-环糊精固载到如聚苯乙烯、聚乳酸、壳聚糖及纤维素等合成或天然高分子材料中，但以淀粉为载体，制备环糊精固载淀粉浆纱材料方面的研究却十分稀少。不仅如此，此前的研究大多局限于β-环糊精对各种材料的固载，而有关α-环糊精在淀粉及壳聚糖等天然大分子上的固载化方面鲜有研究。基于此，α-环糊精(α-CD)可以通过交联的方式固载到淀粉分子上，形成α-环糊精化学修饰多糖衍生物，使之兼有淀粉和环糊精的性质，包括具有良好的机械性能、化学稳定性和化学可调性等优点。同时环糊精的引入，也可在很大程度上改变淀粉自身的理化性质，如结晶度的降低、特性粘度和表观粘度降低、水合能力的增强和抗老化性的提高等，从而改善了淀粉本身的浆纱性能。同时研究了其降解性能，α-环糊精与淀粉都易于降解，α-环糊精固载淀粉是一种具有潜能的生物降解接枝淀粉。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是：提供一种α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)及其制备方法。该淀粉的理化性能相较于CS有较大改善，其溶解度、膨胀力和糊液透明度提高，特性黏度和表观黏度降低，流变性能提高；结晶度降低，与水的作用力加强，溶胀性能和糊透明度提高；同时糊液稳定，抗老化性能增强。与CS相比，CS-αCD的浆纱性能有所提高。该淀粉制备方法反应效率高、反应条件缓和、便于产物分离、过程易控制、可重复性高，且生产过程中无污染，安全性高等特点。本专利技术解决所述淀粉技术问题的技术方案是，设计一种α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)，其特征在于该淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉50份；α-环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份。本专利技术解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)的制备方法，该制备方法采用本专利技术所述乙酰化玉米淀粉的原料质量组成和以下工艺步骤：(1)把所述份数的玉米原淀粉、α-环糊精和200份无离子水制成淀粉悬浮液，转移至500mL三口烧瓶中，放置在85℃水浴锅中，接通冷凝装置，加热糊化30min，随后通过恒压滴液漏斗加入100份含有所述份数的苹果酸和次磷酸钠的溶液，搅拌均匀，将混合物转移入烘箱120℃反应2h后取出。(2)反应结束后取出并粉碎，用去离子水洗涤两遍，再用75％的乙醇洗涤两遍、离心烘干获得样品α-环糊精固载淀粉即CS-αCD。附图说明图1为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的拉曼对比图；图2为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的扫描电镜图像；图3为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的X-射线衍射谱图；图4为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的抗凝沉性图；具体实施方式：下面结合实施例及附图来进一步叙述本专利技术。本专利技术设计的一种α-环糊精固载淀粉(简称CS-αCD，参见图1-2)，其特征在于该淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉50份；α-环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份。本专利技术CS-αCD的结构表征及理化性质分析如下(参见图1-2)。图1为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的拉曼对比图，CS大分子骨架中亚甲基对称伸缩振动vsC-H在拉曼谱2931cm-1附近存在极强散射。此外，CS在1150-1050cm-1处存在羟基碳氧键伸缩振动vC-O的RAM谱峰。相比之下，CS-αCD的RAM光谱有明显变化。CS-αCD在2931cm-1处的信号加强，是因为随着MA交联反应进行有大量的亚甲基被引入CS-αCD分子中，而处于1150-1050cm-1区域vO-H峰强应该减弱，但在反应中由于C-H键的持续增加，使得该处的峰值增大。CS-αCD在1700cm-1附近vC＝O伸缩振动的RAM信号增强，由于MA作为交联剂将α-CD引入CS-αCD过程中不断有酯基生成，且随着反应的进行，部分MA与淀粉反应，形成单酯，使羟基、酯基的含量不断增加，故羰基的伸缩振动明显。图2分别为原淀粉，CS-αCD颗粒的扫描电镜图。由图2扫描电镜图可以看出，玉米原淀粉颗粒的形状多为圆形、棱角形、多边形等，表面平滑、规整。与原淀粉相比，CS-αCD颗粒表面非常粗糙，布满细小的孔洞，其颗粒尺寸大于天然玉米淀粉，内部结构疏松中空且存在大量孔洞。在合成过程中，当玉米淀粉溶液被充分加热时它的形态被破坏，淀粉分子链节之间的作用力在交联过程中增大，在苹果酸的连接下，原本分开的玉米淀粉和α-CD颗粒之间的链段相互交联，形成新的大颗粒。图3为本专利技术CS-αCD一种实施例与CS的X-射线衍射谱图，从图3可以看出，CS-αCD的衍射峰型与CS相比，发生了明显的变化，衍射强度减弱，峰形由尖峰向弥散性转化，表明结晶度下降。XRD的观察结果表明，玉米淀粉在加热糊化的过程中，其晶区遭到了严重的破坏，由于淀粉中引入了MA和α-CD，破坏了原淀粉原有的结晶区，淀粉颗粒结构遭到破坏，且在交联剂的作用下形成新的大颗粒，其结晶度有所下降，结构松散，有利于提高其亲水性。图1、图2和图3的分析结果表明，本专利技术制备方法以MA为交联剂成功的将α-CD固载到淀粉分子上，由红外光谱可以明显得看出有一大部分的羧酸基团被引入到CS-αCD中，扫描电镜图观察发现CS-αCD表面粗糙、结构疏松、颗粒大于玉米淀粉，在很大程度上改变了CS-αCD的理化性能，如提高了溶解性、膨胀性，改善了溶胀特性、流变性能、抗凝沉性及生化降解性等，而这些性能的提高也是CS-αCD的浆纱性能相较于玉米原淀粉得到极大改善的内在原因。本专利技术同时设计了一种α-环糊精固载淀粉的制备方法(简称制备方法)，该制备方法采用本专利技术所述α-环糊精固载淀粉的原料质量份数组成和以下工艺步骤：玉米淀粉50份；α-环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份。(1)把所述份数的玉米原淀粉、α-环糊精和200份无离子水制成淀粉悬浮液，转移至500mL三口烧瓶中，放置在85℃水浴锅中，接通冷凝装置，加热糊化30min，随后通过恒压滴液漏斗加入100份含有所述份数的苹果酸和次磷酸钠的溶液，搅拌均匀，将混合物转移入烘箱120℃反应2h后取出。(2)反应结束后取出并粉碎，用去离子水洗涤两遍，再用75％的乙醇洗涤两遍、离心烘干获得样品α-环糊精固载淀粉即CS-αCD。本专利技术对CS-αCD的取代度进行了测定。CS-αCD取代度的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种α‑环糊精固载淀粉(CS‑αCD)，其特征在于该淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉50份；α‑环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份，取代度为0.61～0.66。

【技术特征摘要】
1.一种α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)，其特征在于该淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉50份；α-环糊精50份；苹果酸20份；次磷酸钠7.5份；去离子水300份，取代度为0.61～0.66。2.一种α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)的制备方法，该制备方法采用权利要求1所述α-环糊精固载淀粉(CS-αCD)的原料质量组成和以下工艺步骤：(1)把所述份数的玉米原淀粉、α...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊，李雅兴，张毅，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12