一种酸化酯化生物降解淀粉制备方法技术

本发明专利技术公开了一种酸化酯化生物降解淀粉制备方法，所述酸化酯化生物降解淀粉由以下重量百分数的原料制备而成：75

【技术实现步骤摘要】
一种酸化酯化生物降解淀粉制备方法


[0001]本专利技术涉及变性淀粉
，特别涉及一种酸化酯化生物降解淀粉的制备方法。

技术介绍

[0002]天然淀粉是可再生资源，品种多、来源广、价格低，被广泛用于制备生物降解塑料制品，但天然淀粉是强极性的结晶性物质，分子结构富含羟基，存在反应活性低、分子间存在大量氢键、容易吸水、塑性极差、成型加工困难等缺点，因而需要对其进行物理或化学改性，破坏其结晶结构，改善其与塑料的相容性和加工性能。
[0003]一种酸化酯化变性淀粉，具有可操作性好、生产效率高，可以与聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等多种材料复配等优点，可用于工业化制备生物降解塑料制品。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有天然淀粉性能的不足，采用化学法对天然淀粉进行改性，提供一种酸化酯化生物降解淀粉。
[0005]本专利技术实现的技术方案为：
[0006]一种酸化酯化生物降解淀粉，由以下重量百分数的原料制备而成：75
‑
95％干淀粉、1
‑
3％酸化剂、5
‑
20％酯化剂、0.5
‑
1.5％表面活性剂。
[0007]所述干淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉等天然淀粉在100℃下、真空度80
‑
100KPa条件下干燥4
‑
6h至水分含量≤1.5％而得。
[0008]优选的，酸化剂为浓硫酸、甲磺酸、十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸中的一种。
[0009]优选的，酯化剂为月桂二酸及其衍生物。
[0010]优选的，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠中的一种。
[0011]本专利技术中酸化酯化生物降解淀粉的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：将天然淀粉在80
‑
100℃下、80
‑
100KPa真空条件下干燥4
‑
6h，以除去其吸收的水分，至水分含量≤1.5％，得到干淀粉；
[0013]所述天然淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、甘薯淀粉、土豆淀粉。
[0014]步骤2：将上述干淀粉、1
‑
3％酸化剂，在30
‑
60℃，转速400
‑
800r/min下低速搅拌酸化0.5
‑
1.5h，得酸化淀粉；
[0015]酸化剂为浓硫酸、甲磺酸、氯磺酸、三氟甲磺酸、十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸中的一种，利用酸化剂中的
‑
OH与干淀粉中
‑
OH形成氢键，减弱或破坏淀粉分子间的氢键，降低天然淀粉结晶度，活化淀粉
‑
OH，使其反应活性增加；
[0016]优选的，浓硫酸质量分数为98％。
[0017]步骤3：将5
‑
20％酯化剂、0.5
‑
1.5％表面活性剂同时加入到酸化淀粉中，温度控制至100
‑
120℃、转速900
‑
1500r/min、80
‑
100KPa真空条件下，高速搅拌催化酯化反应0.5
‑
2h，制得酸化酯化生物降解淀粉；
[0018]优选的，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠中的一种。
[0019]天然淀粉结构上含有多羟基，可通过官能团反应进行改性，其中羟基被长链取代，引入疏水有机碳链，使淀粉分子间作用力减弱，通过酸化酯化的方法对淀粉进行改性，可提高淀粉的耐水性，缓解淀粉材料的吸水性和脆性，改善淀粉的热塑性和疏水性。
[0020]本专利技术酸化酯化生物降解淀粉降解最终产物为水和二氧化碳，生物降解性能好、无污染，可替代部分塑料在许多场合应用，如农业、食品容器和医院包装等领域。
[0021]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1.本专利技术公开的酸化酯化淀粉制备方法，将天然淀粉真空干燥后加入无机酸或有机酸，通过低温低速搅拌酸化处理，可以实现对干淀粉的
‑
OH进行酸化活化处理，提高其酯化反应活性，有利于后续酯化反应的进行。
[0023]2.对酸化淀粉进一步进行催化酯化反应，制得酸化酯化生物降解淀粉，使用表面活性剂有利于酯化反应充分进行，缩短反应时间，本专利技术公开的酸化酯化淀粉制备方法，可以在同一套设备里连续实现淀粉酸化、酯化反应，该方法能耗低，对设备要求简单，易实现规模化连续生产。
[0024]3.本专利技术的酸化酯化淀粉可以和PLA、PBAT、PBS等多种树脂复合，环保无污染，理化和生物降解性能良好，并能有效降低生物降解塑料制品成本。
具体实施方式
[0025]本专利技术最关键的构思在于：本专利技术采用廉价易得的天然淀粉为原料，采用了酸化剂、表面活性剂和酯化剂，对干淀粉进行酸化酯化反应，破坏淀粉的结构，提高淀粉的热塑加工性能和生物降解性能。
[0026]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0027]实施例1
[0028]一种酸化酯化生物降解淀粉，其原料按重量百分数包括：
[0029]76％干淀粉、2.5％酸化剂、20％酯化剂、1.5％表面活性剂：
[0030]其中，干淀粉为玉米淀粉，直链淀粉含量在22
‑
28％之间。
[0031]其中，酸化剂为浓硫酸；酯化剂为月桂二酸；表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
[0032]所述浓硫酸质量分数为98％。
[0033]实现步骤如下：
[0034]步骤1：将玉米淀粉，在80℃下、80KPa真空条件下干燥6h至水分含量为0.6％得干淀粉。
[0035]步骤2：将干淀粉、98％浓硫酸，在温度30℃，转速420r/min下低速搅拌酸化1.5h，得酸化淀粉。
[0036]步骤3：将月桂二酸、十二烷基硫酸钠同时加入到酸化淀粉中，温度控制至100℃、转速950r/min、80KPa真空条件下高速搅拌催化酯化反应2h，制得酸化酯化生物降解淀粉。
[0037]实施例2
[0038]一种酸化酯化生物降解淀粉，其原料按重量百分数包括：
[0039]85％干淀粉、1％酸化剂、13％酯化剂、1％表面活性剂：
[0040]其中，干淀粉为木薯淀粉，直链淀粉含量约为17％。
[0041]其中，酸化剂为三氟甲磺酸；酯化剂为月桂二酸；表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
[0042]实现步骤如下：
[0043]步骤1：将木薯淀粉，在90℃下、85KPa真空条件下干燥5.5h至水分含量为0.8％得干淀粉。
[0044]步骤2：将干淀粉、三氟甲磺酸，在温度35℃，转速450r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸化酯化生物降解淀粉，其特征在于，由以下重量百分数的原料制备而成：75
‑
95 %干淀粉、1
‑
3 %酸化剂、5
‑
20 %酯化剂、0.5
‑
1.5 %表面活性剂。2.根据权利要求1所述的酸化酯化生物降解淀粉，其特征在于，所述酸化酯化生物降解淀粉的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将天然淀粉在80
‑
100 ℃下、80
‑
100 KPa真空条件下干燥4
‑
6 h，至水分含量≤1.5 %，得到干淀粉；步骤2：将上述干淀粉、1
‑
3 %酸化剂，在30
‑
60 ℃，转速为400
‑
800 r/min下低速搅拌酸化0.5
‑
1.5 h，得酸化淀粉；步骤3：将5
‑
20 %酯化剂、0.5
‑
1.5 %表面活性剂同时加入到酸化淀粉中，温度控制至100
‑
120 ℃、转速900
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宇霖，力伟，余丽玲，吴惠民，彭超，
申请(专利权)人：福州市福塑科学技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：