改性淀粉類絮凝劑——接枝共聚（一）

時(shí)間：2023-03-24 16:50:53來(lái)源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

改性淀粉類絮凝劑——接枝共聚（一）

[db:作者] / 2022-12-29 00:00

[制備方法]接枝共聚法是制備陽(yáng)離子型改性淀粉絮凝劑的主要方法之一。淀粉能否與乙烯基類單體發(fā)生反應(yīng)，除與單體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有關(guān)外，還取決于淀粉大分子上是否存在活化的自由基，自由基可用物理或化學(xué)激發(fā)的方法產(chǎn)生。物理引發(fā)方法主要有60Co的γ射線輻照和微波輻射引發(fā)等。化學(xué)引發(fā)法引發(fā)效率的高低，取決于所選用的引發(fā)劑，常用的引發(fā)，劑有Ce4+、過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)、KMnO4、H2O2/Fe2+、K2S2O8/KHSO3、NH4S2O8/NaHSO3和K2S2O8/Na2S2O3等。

淀粉通過(guò)引發(fā)劑的引發(fā)作用，產(chǎn)生淀粉宏根，即活化的自由基，然后再與乙烯基類單體發(fā)生接枝共聚合，生成接枝共聚物，反應(yīng)通式為：

式中，X為陽(yáng)離子基團(tuán)。

(1)淀粉-二甲基二烯丙基氯化銨接枝共聚物

淀粉與二甲基二烯丙基氯化銨單體發(fā)生接枝共聚的反應(yīng)式為：

淀粉-二甲基二烯丙基氯化銨接枝共聚物的制備方法根據(jù)引發(fā)方式的不同，有物理引發(fā)和化學(xué)引發(fā)，其中化學(xué)引發(fā)則根據(jù)引發(fā)劑種類的不同，可分為Ce4+、過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)KMnO4、H2O2/Fe2+、K2S2O8/KHSO3、NH4S2O8/NaHSO3和K2S2O8/Na2S2O3等引發(fā)方式。

a.實(shí)例1

I.二甲基二烯丙基氯化銨的純化陽(yáng)離子單體二甲基二烯丙基氯化銨為工業(yè)產(chǎn)品，濃度為60%，為了消除其中的雜質(zhì)對(duì)引發(fā)劑的毒化，以及消除阻聚劑對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響，故將二甲基二烯丙基氯化銨單體溶液過(guò)濾，并用無(wú)水乙醚及環(huán)已烷反復(fù)萃取3次。

II.淀粉接枝二甲基二烯丙基氯化銨共聚物的合成在帶有攪拌器、氮?dú)膺M(jìn)出口的三口燒瓶中，加入可溶性淀粉和蒸餾水，(淀粉與DMDAAC單體的質(zhì)量配比為1：4，淀粉與DMDAAC的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)，引發(fā)劑濃度0.8mmol/L。通氮?dú)鈹嚢璨⒂盟〖訜岬?0℃，將可溶性淀粉完全溶解，用1mol/L的HCI調(diào)節(jié)pH值至2～3，在30min內(nèi)逐漸滴加已處理好的二甲基二烯丙基氯化銨單體，攪拌加入Ce4+和EDTA，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)6h后，密封靜置，所得產(chǎn)品的接枝率達(dá)92.10%，陽(yáng)離子化度58.55%，固含量23.9%。

b.實(shí)例2

I.二甲基二烯丙基氯化銨的純化陽(yáng)離子單體DMDAAC為工業(yè)產(chǎn)品，純度約為50%。為了消除Ce4+雜質(zhì)的敏感性，必須對(duì)單體加以純化。將DMDAAC溶液過(guò)濾，置于90～100℃的烘箱中烘5h，冷卻結(jié)晶后減壓抽濾，用蒸餾水溶解晶體，重結(jié)晶后抽濾、再烘干制得純品。

II.淀粉接枝二甲基二烯丙基氯化銨共聚物的合成稱取定量淀粉(wo)溶于適量80℃的蒸餾水中，溶解后降至室溫并放入三口燒瓶，在一定溫度通氮?dú)狻嚢钘l件下加入定量的DMDAAC純品水溶液，用1mol/LHCl調(diào)pH值，在30min內(nèi)逐滴加定量的硫酸高鈰溶液，8h后停止攪拌，恒溫密封靜置64h。然后用乙醇沉淀、洗滌、離心分離反應(yīng)物，干燥得粗產(chǎn)物并稱重(w1)。最后將干燥后的粗產(chǎn)物用索氏抽提器以丙酮作抽提劑抽提18h除去均聚物，在50℃下烘至恒重(w2)得接枝產(chǎn)品。

c.實(shí)例3

取定量的淀粉和去離子水加入帶有電子恒速攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管及氮?dú)鈱?dǎo)氣管的反應(yīng)瓶中，使淀粉充分混合成漿狀，通N2，攪拌，將淀粉在90～95℃預(yù)處理30min后降溫至預(yù)定溫度，并將反應(yīng)瓶置于恒溫水浴中，通入氮?dú)猓尤霚?zhǔn)確稱量的二甲基二烯丙基氯化銨水溶液和引發(fā)劑，繼續(xù)通氮攪拌反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，產(chǎn)物用乙醇沉淀、過(guò)濾，最后在低于50℃的真空干燥箱中干燥至恒量，得淡黃色顆粒狀接枝共聚粗產(chǎn)物。

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