改性淀粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种改性淀粉及其制备方法和应用，主要由阴离子淀粉络合剂与淀粉反应制备得到；所述阴离子淀粉络合剂的化学结构由以下部分构成:i)一个或多个疏水基团，其中至少一个疏水基团能与淀粉反应生成包合络合物，和ii)一个或多个亲水基团，其中至少一个亲水基团为阴离子型亲水基团；所述疏水基团与所述亲水基团分别处于同一分子结构的两端并以化学键相连接，形成一种不对称的、极性的结构。将该改性淀粉用于造纸可以提高淀粉在纤维表面或纸浆中的吸附率，从而提高淀粉在纸张中的保留率，从而可以提高纸张强度，并且降低甚至消除淀粉在制浆造纸过程中的流失，从而降低COD排放。

【技术实现步骤摘要】
改性淀粉及其制备方法和应用
本专利技术涉及造纸以及淀粉改性
，特别是涉及一种改性淀粉及其制备方法和应用。
技术介绍
淀粉是一种天然高分子碳水化合物，广泛存在与植物的种子，茎杆或根块中，资源充沛，价格低廉，广泛应用于工业、食品、纺织、造纸、饲料、医药、建筑、钻井等行业。淀粉是造纸上最重要的原料之一。从重量上说，它常常是纸和纸板的第四大组份，仅次于纤维素、无机填料和水分。文化与包装用纸与纸版是淀粉的主要用户。世界上造纸工业淀粉的消费量约为500万吨，按世界造纸与纸版总产量计，淀粉消费量约为其1.6％。中国的造纸生产在过去三十多年中一直保持高速发展，由于生产原料以废纸和农业废纤维，其强度比一般的木质纤维差，因此，需要加入更多的淀粉以保证纸的质量，所以中国造纸企业需要更多的淀粉。造纸工艺上使用淀粉有许多益处，最明显的是可以提高纸张与纸张表面的干强度，包括内粘合、抗张强度、耐破度、边缘压溃强度、平压强度、环压强度、折叠度、多层粘合性、挺度，而表面强度则是测定其耐磨度、耐擦性、适印性以及尘埃度等。此外使用淀粉的优点还有：a)增强纸张的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性淀粉，其特征在于，主要由阴离子淀粉络合剂与淀粉反应制备得到；/n所述阴离子淀粉络合剂的化学结构由以下部分构成:/ni)一个或多个疏水基团，其中至少一个疏水基团能与淀粉反应生成包合络合物，和/nii)一个或多个亲水基团，其中至少一个亲水基团为阴离子型亲水基团；/n所述疏水基团与所述亲水基团分别处于同一分子结构的两端并以化学键相连接，形成一种不对称的、极性的结构；/n所述疏水基团为非极性基团，选自直链脂肪烃基，支链脂肪烃基，芳香烃基，脂肪和芳香混合烃基，以及含氟烃基中的至少一种；/n所述亲水基团为极性基团，选自羧基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、亚磷酸基、酰胺基、酯基、卤基甲酰基、氨基甲酰基...

【技术特征摘要】
1.一种改性淀粉，其特征在于，主要由阴离子淀粉络合剂与淀粉反应制备得到；
所述阴离子淀粉络合剂的化学结构由以下部分构成:
i)一个或多个疏水基团，其中至少一个疏水基团能与淀粉反应生成包合络合物，和
ii)一个或多个亲水基团，其中至少一个亲水基团为阴离子型亲水基团；
所述疏水基团与所述亲水基团分别处于同一分子结构的两端并以化学键相连接，形成一种不对称的、极性的结构；
所述疏水基团为非极性基团，选自直链脂肪烃基，支链脂肪烃基，芳香烃基，脂肪和芳香混合烃基，以及含氟烃基中的至少一种；
所述亲水基团为极性基团，选自羧基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、亚磷酸基、酰胺基、酯基、卤基甲酰基、氨基甲酰基、氰基、醛基、羰基、醚基、醇基、酚基、巯基和硫醚基中的至少一种；
并且，所述阴离子淀粉络合剂在水中电离之后生成疏水性阴离子。


2.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，所述阴离子淀粉络合剂在水中电离之后生成的所述疏水性阴离子选自羧酸盐阴离子、硫酸盐阴离子、磺酸盐阴离子、磷酸盐阴离子和亚磷酸盐中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，所述阴离子淀粉络合剂具有如下结构：R-A或者R-A-R；
其中，A选自：


或者
R选自：取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基聚氧乙烯基、取代或未取代的烷基聚氧丙烯基、取代或未取代的烷基聚氧乙烯基聚氧丙烯基、取代或未取代的烷基芳基聚氧乙烯基、取代或未取代的烷基芳基聚氧丙烯基；
M选自：H、金属离子、铵根离子、有机胺阳离子。


4.根据权利要求3所述的改性淀粉，其特征在于，R选自：R1取代的C4-C40烷基、含有碳碳双键的烷基、R2取代的C6-C10芳基、R3取代的C4-C40烷基聚氧乙烯基、R3取代的C4-C40烷基聚氧丙烯基、R3取代的C4-C40烷基C6-C10芳基聚氧乙烯基、R3取代的C4-C40烷基C6-C10芳基聚氧丙烯基；
其中，R1和R3分别独立的选自：H、氟、C1-C20烷基、羧基、巯基、苯基、C1-C20烷基取代的苯基；
R2选自：H、氟、C4-C40烷基、C4-C40烷氧基、取代的C4-C40烷基、羧基、巯基、苯基、C4-C40烷基取代的苯基；
所述含有碳碳双键的烷基中碳原子的总数为10-40，碳碳双键的个数为1-10。


5.根据权利要求4所述的改性淀粉，其特征在于，R选自：R1取代的C7-C32烷基、含有碳碳双键的烷基、R2取代的苯基、R3取代的C7-C32烷基聚氧乙烯基、R3取代的C7-C32烷基聚氧丙烯基、R3取代的C7-C32烷基苯基聚氧乙烯基、R3取代的C7-C32烷基苯基聚氧丙烯基；所述含有碳碳双键的烷基中碳原子的总数为14-32，碳碳双键的个数为1-10。


6.根据权利要求5所述的改性淀粉，其特征在于，R选自：R1取代的C11-C26烷基、含有碳碳双键的烷基、R2取代的苯基、R3取代的C11-C26烷基聚氧乙烯基、R3取代的C11-C26烷基聚氧丙烯基、R3取代的C11-C26烷基苯基聚氧乙烯基、R3取代的C11-C26烷基苯基聚氧丙烯基；所述含有碳碳双键的烷基中碳原子的总数为18-26，碳碳双键的个数为1-6。


7.根据权利要求4所述的改性淀粉，其特征在于，R1和R3分别独立地选自：H、氟、巯基、C1-C6烷基。


8.根据权利要求4所述的改性淀粉，其特征在于，R2选自：C7-C32烷基、R1取代的C7-C32烷基、羧基、C7-C32烷氧基。


9.根据权利要求8所述的改性淀粉，其特征在于，R2选自：C11-C26烷基、R1取代的C11-C26烷基、羧基、C11-C26烷氧基。


10.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，所述阴离子淀粉络合剂选自如下化合物中的至少一种：辛酸、癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸、十八酸、廿酸、二十二酸、二十四酸、二十六酸、二十八酸、三十酸、三十二酸、庚酸、壬酸、十一酸、十三酸、十五酸、十七酸、十九酸、二十一酸、二十三酸、豆蔻烯酸、棕榈烯酸、十六烯酸、油酸、反十八碳烯-9-酸、十八碳烯酸、亚油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、二十碳四烯酸、二十碳五烯酸、顺芥子酸、二十二碳六烯酸、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸铵、月桂醇聚醚硫酸酯钠盐、全氟辛烷磺酸、全氟辛酸、全氟丁基磺酸、十八烷基磷酸、聚氧乙烯十二烷基硫酸钠、壬基苯酚聚氧乙烯磷酸盐、16-巯基十六酸、11-巯基十一烷基磷酸、十四烷基硫酸钠、十六烷氧基苯磺酸甲酸、双十二烷基聚氧乙烯磷酸钠、聚氧乙烯十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥槐，张福山，李志军，胡维维，刘波，
申请(专利权)人：瑞辰星生物技术广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44