一種輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變性淀粉粘合劑是為改善淀粉的性能、擴大其應(yīng)用范圍，利用物理、化學(xué)或酶法處 理，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而改變淀粉的 糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性等特性，使其更適合紙和紙板粘合劑應(yīng)用的要求。變性淀粉粘 合劑的粘結(jié)強度高、紙板挺度大、不吸潮變軟、無腐蝕、無污染、使用成本低等優(yōu)點，正被越 來越多的紙箱生產(chǎn)企業(yè)所采用。但現(xiàn)有變性淀粉粘合劑初始糊化溫度偏高，一般都大于60 °C，將淀粉噴灑在濕紙或紙板上之后，在烘缸中隨著溫度逐漸升高，水分逐漸蒸發(fā)而減少， 隨著水分的減少，使得初始糊化溫度偏高的淀粉膠化變得困難，從而降低其對紙或紙機的 剝離強度，出現(xiàn)粘缸。
[0003] 降低糊化溫度方式是使淀粉大分子裂解聚合度下降，糊化時淀粉顆粒容易溶脹破 裂，可以通過輻照、加入氧化劑、酶化劑、酸水解等降低淀粉分子鏈的方法實現(xiàn)，當(dāng)前，已有 一些關(guān)于降低開發(fā)糊化溫度低的變性淀粉的研究：中國博士論文"馬鈴薯淀粉γ -射線輻照 效應(yīng)研究"提到，采用50-400kGy劑量輻照處理后馬鈴薯淀粉溶解度和酸度顯著增加，膨脹 度則顯著減小，糊化溫度和淀粉糊粘度逐漸降低；中國碩士論文"低分子量淀粉的制備、表 征及性能研究"通過檸檬酸和剪切的作用制備了分子鏈相對較短低分子量淀粉，熔融溫度 變低。中國專利（專利號：201010296678.0)公開了一種在冷水中制備低糊化溫度淀粉的生 產(chǎn)方法，以淀粉漿為起始原料，20-30°C冷水中制備，采用"酯化-酯化"濕法雙酯化變性工藝 生產(chǎn)，從而得到具有低糊化溫度的變性淀粉。從公開文獻中我們可以了解到，目前降低淀粉 糊化溫度的方法大都是采用單一的化學(xué)或者物理處理方法，淀粉糊化溫度降低有限，采用 濕法變性很少能使糊化溫度降到45°C以下。且輻照、酸解等降低淀粉分子鏈的方法在降低 淀粉糊化溫度時，由于淀粉分子量的減小和降解，淀粉的粘度和穩(wěn)定性受到了影響，其作為 粘合劑使用時性能不佳。而采用單一酯化變性，由于淀粉整體分子鏈比較大，暴露的羥基較 少，影響了乙?；慕尤?，通過輻照后酯化的方式，淀粉經(jīng)輻射處理后淀粉鏈斷裂，暴露更 多的羥基數(shù)目，接入的乙?；鶊F比較多，酯化反應(yīng)充分有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決淀粉粘合劑如何在低糊化溫度下仍然具有強粘結(jié)力、糊液穩(wěn)定性好的技 術(shù)問題，滿足造紙、紡織等行業(yè)應(yīng)用的需要，本發(fā)明提供一種輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉的制備 方法。
[0005] 本發(fā)明輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉的制備方法為:采用6()C〇Y-射線對原淀粉進行輻照 處理，再對輻照變性淀粉進行化學(xué)酯化處理，得到復(fù)合變性淀粉。
[0006] 優(yōu)選地，具體制備工藝步驟如下：
[0007] (1)采用6()C〇Y-射線對原淀粉進行輻照處理，輻照量為2-12KGY，輻照溫度為35-70 °C，輻照時間為l_2.5h;
[0008] (2)將輻照淀粉分散于水中，加入催化劑，于38-50°C下邊攪拌邊加入原淀粉的重 量份0.02-0.2倍的酯化劑；
[0009] (3)保持38-50°C反應(yīng)l_2h后，加入稀酸至pH值為6 · 0-6 · 7;
[0010] (4)過濾、水洗、烘干，即得到成品。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟1)中6()C〇Y-射線輻照量為2.2-4KGY。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟2)中酯化劑的用量為原淀粉的0.04-0.15倍。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟2)中的酯化劑為醋酸乙烯。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2)中水的用量為原淀粉的1.0-1.5倍。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟2)中催化劑的用量為原淀粉的0.0卜0.05倍。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟2)中的催化劑為碳酸鈉、氫氧化鈉或氫氧化鉀的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟3)中的稀酸為鹽酸、硫酸或冰醋酸的一種。
[0018] 優(yōu)選地，所述步驟1)中的原淀粉為木薯淀粉、玉米淀粉或馬鈴薯淀粉的一種。
[0019] -種輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉作為粘合劑在紙或紙板層間的用途，其特征在于，上 述制備所得的輻照化學(xué)復(fù)合變性淀粉，在紙和紙板層間作為噴淋粘合劑使用。
[0020] 本發(fā)明技術(shù)原理：
[0021] 采用6()C〇Y-射線輻照處理，淀粉在6()C〇Y-射線輻射作用下產(chǎn)生的自由基引發(fā)淀粉 大分子裂解，聚合度下降，峰值粘度、表觀粘度、糊化溫度、冷糊的凝沉性都有所降低;醋酸 酯淀粉又稱乙酰化淀粉，是在堿性條件下淀粉與醋酸酐、醋酸乙烯、醋酸等酯化劑反應(yīng)生 成。與原淀粉相比，酯化后的淀粉，其黏度、溶解度、膨脹度、透明度、持水能力和凍融穩(wěn)定性 得到了提高，糊化溫度和凝沉性有所降低。本發(fā)明以醋酸乙烯作為酯化劑與輻照后的淀粉 反應(yīng)，得到醋酸酯淀粉(又稱乙?；矸郏?，在輻射淀粉中接入少量的乙?；鶊F，可以阻止或 減少了直鏈分子之間的氫鍵結(jié)合，從而使淀粉糊化溫度降低、熱穩(wěn)定性增加，凝沉性減弱， 6%濃度的糊液放置一個月后的粘度與放置前基本保持一致。同時淀粉酯化后使淀粉分子 量增加，粘度得到提高，采用先輻照后酯化的順序，彌補 6<)C〇Y-射線處理時的粘度缺失。且在 淀粉分子鏈上引入了親水性的乙酰基基團，增加淀粉溶解度，進一步降低糊化溫度。
[0022]本發(fā)明的有益效果：
[0023]①采用輻照化學(xué)復(fù)合變性工藝，降低糊化溫度，糊化溫度為43~46°C，適合在低溫 糊化的生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用;②產(chǎn)品糊液穩(wěn)定性好，6%濃度的糊液放置一個月后的粘度與放置 前基本保持一致;③對輻照淀粉調(diào)漿進行化學(xué)變性處理，使得淀粉的粘結(jié)力進一步提高。④ 采用先輻照后酯化的順序，避免了接入的乙?；鶊F受到輻照而斷裂，同等條件下接入乙酰 基團的反應(yīng)效率高，保證了淀粉的粘度和穩(wěn)定性。⑤采用醋酸乙烯作為酯化劑代替常用的 醋酸酐，解決了醋酸酐不穩(wěn)定，加入淀粉漿后漿液pH值下降快，反應(yīng)過程中比較難控制pH值 的問題，解決了醋酸酐水解速度快，在反應(yīng)過程中的水解損失大，影響反應(yīng)效率的問題。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細的描述，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分 實施例，而不是全部的實施例。這些實施例僅用于說明本發(fā)明，而非用于限制本發(fā)明的范 圍。
[0025] 實施例1
[0026] 采用6()C〇Y-射線對木薯淀粉進行輻照處理，其中輻照劑量2KGY，輻照時間lh，輻照 溫度38°C。
[0027] 取經(jīng)輻照后的木薯淀粉500g分散于650mL水中（內(nèi)含5g碳酸鈉），于38°C下邊攪拌 邊加入醋酸乙烯20g，保持38°C反應(yīng)lh后，用稀鹽酸中和pH值至6.0,過濾、水洗、烘干，即得 到成品。
[0028] 實施例2
[0029]采用6()C〇Y-射線對木薯淀粉進行輻照處理，其中輻照劑量4KGY，輻照時間1.5h，輻 照溫度40°C。
[0030] 取經(jīng)輻照后的木薯淀粉500g分散于550mL水中，加入10g氫氧化鈉、碳酸鈉混合物 作為催化劑，于40°C下邊