【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于加工，具体涉及冷等离子体处理淀粉的方法及应用于化学改性和增材制造。
技术介绍
1、淀粉是一种天然的、可再生的、可降解的碳水化合物，广泛存在于植物的根、茎和种子中，是世界上最丰富的资源之一。淀粉除了作为重要的食物来源，也广泛用作纸张、纺织品、塑料、粘合剂和日用品等工业生产的原料。天然淀粉通过物理、化学、酶等改性方法被赋予新的功能，适应了更广泛的工业应用。
2、羟丙基淀粉属于淀粉醚化改性产物，受环境中电解质和ph影响较小，冻融稳定性好，广泛应用于食品、造纸、纺织、精细化工等工业领域。目前，羟丙基淀粉的制备方法有湿法、干法、有机溶剂法等，其中湿法是目前工业化制备羟丙基淀粉的常用方法，它包括碱化和烷基化两个关键步骤，但湿法制备存在反应时间较长(24h)，取代度较低(0.08)等问题。这源于淀粉本身具有较高的结晶度(致密的结晶区)，化学试剂很难进入结晶区与其反应。因此，可以在生产羟丙基淀粉前，对淀粉颗粒进行前处理，促进烷基化试剂与淀粉的反应。然而常规处理(如预糊化处理)会使淀粉吸水膨胀、颗粒破损，导致在后续工业化制备羟丙基淀粉时，淀粉颗粒在碱性环境中(ph11.5)完全糊化，粘度增大，反应体系不易处理，产物不易回收，不利于工业化生产。因此，如何采取有效的技术手段，制备较高取代度且易于回收的羟丙基淀粉是实现其工业化生产的关键。冷等离子体是一种非热物理改性技术，可以直接处理干态淀粉颗粒，处理条件为常温且无需水作为介质，因此淀粉颗粒不会膨胀糊化，在羟丙基淀粉工业化生产中具有巨大的应用前景。
3、3d打印技术
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本专利技术提供一种冷等离子体处理淀粉进而提高化学反应效率和3d打印精度的方法。冷等离子体处理在常温和无水条件下进行，条件温和且不会产生工业废水，绿色环保。此外，大部分尤其是关键操作可以实现自动化，少量人工操作部分非常简单，设备投资少，可以显著改善操作环境和保持产品质量稳定，易于实现。
2、本专利技术技术方案如下：
3、冷等离子体处理淀粉的方法，淀粉厚度≤1mm均匀地铺在玻璃皿上，置于反应腔内，施加冷等离子体对淀粉进行改性处理得到冷等离子体改性淀粉。
4、优选地，所述冷等离子体产生的设备采用由13.56mhz射频等离子体发生源、反应腔、真空系统、进气系统等组成的低温等离子体处理仪，以空气作为产生冷等离子体的载气。
5、优选地，所述冷等离子体处理条件为反应腔内的压力保持在0.2-0.8mbar，在80-200w的功率下对淀粉进行改性0-30min。
6、所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高后续化学反应效率中的应用，所述化学反应包括羟烷基化学反应。
7、优选地，所述冷等离子体处理淀粉的方法在提高后续化学反应效率中的应用，羟丙基取代度最大提高了49.15％，且反应体系粘度低，产物易回收。
8、进一步优选地，所述淀粉的羟丙基淀粉的制备方法包括以下步骤：
9、步骤一、冷等离子体改性淀粉分散于蒸馏水中，加入无水硫酸钠，搅拌均匀后用naoh调节ph；
10、步骤二、加入环氧丙烷，混合均匀，振荡反应，再用hcl调节ph以终止反应，最后用蒸馏水多次洗涤后烘箱中干燥、粉碎得到羟丙基淀粉。
11、更进一步优选地，所述步骤一、无水硫酸钠加入量为淀粉质量的10％-20％，naoh调节至ph为10-12；所述步骤二、环氧丙烷加入量为淀粉质量的8-12％，振荡反应的温度为35-45℃，振荡反应的时间为20-30h；所述步骤二、用hcl调节至ph6.0-7.0以终止反应。
12、一种提高淀粉化学反应效率的前处理方法，所述方法为：淀粉厚度≤1mm均匀地铺在玻璃皿上，置于反应腔内，施加冷等离子体对淀粉进行改性处理得到冷等离子体改性淀粉，得到的冷等离子体改性淀粉再进行化学反应。
13、优选地，所述化学反应包括羟烷基化学反应。
14、优选地，所述淀粉羟烷基化学反应中，羟丙基取代度最大提高了49.15％，且反应体系粘度低，产物易回收。
15、所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高淀粉油墨3d打印性能方面的应用，所述应用包括以下步骤：
16、s1：冷等离子体改性淀粉分散于蒸馏水中，水浴中加热、搅拌至完全溶解；
17、s2：冷却至室温后，将其装入3d打印机注射器中，冷藏；
18、s3：使用挤出型3d打印机分别打印图案。
19、优选地，所述步骤s1，在75-90℃水浴中加热15-30min；所述步骤s2，4℃的冰箱储藏12-36h；所述步骤s3，3d打印条件为：喷嘴直径0.84mm，打印速度10-30mm/s，层高0.84mm，打印温度20-30℃。
20、优选地，冷等离子体处理淀粉的方法在提高淀粉油墨3d打印性能方面的应用，
21、打印精度从75.7％提高到89.3％，实现了打印效果质的飞跃。
22、一种提高淀粉油墨3d打印性能方面的方法，所述方法：淀粉厚度≤1mm均匀地铺在玻璃皿上，置于反应腔内，施加冷等离子体对淀粉进行改性处理得到冷等离子体改性淀粉，得到的冷等离子体改性淀粉再进行3d打印。
23、优选地，所述3d打印包括以下步骤：
24、s1：冷等离子体改性淀粉分散于蒸馏水中，水浴中加热、搅拌至完全溶解；
25、s2：冷却至室温后，将其装入3d打印机注射器中，冷藏；
26、s3：使用挤出型3d打印机分别打印图案。
27、优选地，所述步骤s1，在75-90℃水浴中加热15-30min；所述步骤s2，4℃的冰箱储藏12-36h；所述步骤s3，3d打印条件为：喷嘴直径0.84mm，打印速度10-30mm/s，层高0.84mm，打印温度20-30℃。本专利技术有益效果在于：
28、(1)冷等离子体是一种非热物理改性技术，可以直接处理干态淀粉颗粒，常温环境且无需水做介质，不会使淀粉颗粒膨胀糊化，避免了后续制备羟丙基淀粉时粘度的增大，便于羟丙基淀粉产物的回收。该冷等离子体处理操作简单、条件温和，且无工业废水，绿色环保，利于工业化生产；
29、(2)冷等离子体对淀粉颗粒表面产生蚀刻作用，使其表面粗糙，增大了淀粉颗粒比表面积，同时形成了更多的凹槽，便于烷基化试剂进入淀粉颗粒内部，提高了反应效率(提高羟丙基取代度，减少烷基化试剂用量，缩短反应时间和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：淀粉厚度≤1mm均匀地铺在玻璃皿上，置于反应腔内，施加冷等离子体对淀粉进行改性处理得到冷等离子体改性淀粉。
2.根据权利要求1所述冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：所述冷等离子体产生的设备采用由13.56 MHz射频等离子体发生源、反应腔、真空系统、进气系统等组成的低温等离子体处理仪，以空气作为产生冷等离子体的载气。
3.根据权利要求1所述冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：所述冷等离子体处理条件为反应腔内的压力保持在0.2-0.8mbar，在80-200W的功率下对淀粉进行改性0-30min。
4.权利要求1-3任意一项所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高后续化学反应效率中的应用，其特征在于：所述化学反应包括羟丙基化学反应。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述冷等离子体处理的淀粉后续进行羟丙基化反应，羟丙基取代度最大提高了49.15%。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述淀粉羟丙基化反应包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的冷等离子体
8.权利要求1-3任意一项所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高淀粉油墨3D打印性能方面的应用，其特征在于：所述应用包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高淀粉油墨3D打印性能方面的应用，其特征在于：所述步骤S1，在75-90℃水浴中加热15-30min；所述步骤S2，4℃的冰箱储藏12-36h；所述步骤S3，3D打印条件为：喷嘴直径0.84mm，打印速度10-30mm/s，层高0.84mm，打印温度20-30℃。
10.权利要求8-9所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高淀粉油墨3D打印性能方面的应用，特征在于：冷等离子体改性淀粉的打印精度从75.7%提高到89.3%。
...【技术特征摘要】
1.冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：淀粉厚度≤1mm均匀地铺在玻璃皿上，置于反应腔内，施加冷等离子体对淀粉进行改性处理得到冷等离子体改性淀粉。
2.根据权利要求1所述冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：所述冷等离子体产生的设备采用由13.56 mhz射频等离子体发生源、反应腔、真空系统、进气系统等组成的低温等离子体处理仪，以空气作为产生冷等离子体的载气。
3.根据权利要求1所述冷等离子体处理淀粉的方法，其特征在于：所述冷等离子体处理条件为反应腔内的压力保持在0.2-0.8mbar，在80-200w的功率下对淀粉进行改性0-30min。
4.权利要求1-3任意一项所述的冷等离子体处理淀粉的方法在提高后续化学反应效率中的应用，其特征在于：所述化学反应包括羟丙基化学反应。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述冷等离子体处理的淀粉后续进行羟丙基化反应，羟丙基取代度最大提高了49.15%。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述淀粉羟丙基化反应包括以下步骤：
7.根据权利要...
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