一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于淀粉改性的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉是一種可再生的天然高分子，來源廣泛。淀粉分子鏈上含有眾多羥基功能基， 可通過酯化、醚化和交聯(lián)反應(yīng)等改性得到性能優(yōu)良的淀粉衍生物。由于淀粉及淀粉衍生物 成膜性優(yōu)良且易降解，環(huán)境負(fù)擔(dān)小，故是紡織行業(yè)中常用的漿料。滌綸因其具有良好的強(qiáng) 力、耐磨性、挺括性、尺寸穩(wěn)定性及良好的洗可穿性，在服裝面料方面的應(yīng)用得到愈來愈廣 泛。但滌綸是一種典型的疏水性纖維，淀粉漿料對其抱合力和粘附性差，常選用丙烯酸類和 聚乙烯醇類漿料，但其成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，開發(fā)適合聚酯等疏水性纖維的漿料迫 在眉睫。
[0003] 依據(jù)相似相親原理，研宄者對鄰苯二甲酸淀粉進(jìn)行了少量研宄。文獻(xiàn)(華僑大學(xué)學(xué) 報(bào)（自然科學(xué)版，25卷1期37-40))報(bào)道了可溶性淀粉與鄰苯二甲酸酐在N，N-二甲基甲酰 胺溶劑中以無水嘧啶為催化劑，在沸水浴中制備鄰苯二甲酸單酯。由于是可溶性的淀粉，文 獻(xiàn)沒有報(bào)道其用途和性能。課題組文獻(xiàn)(鄰苯二甲酸淀粉酯的制備及其漿紗性能的研宄，碩 士論文）報(bào)道了以鄰苯二酸酐為酯化劑，利用無水乙醇鈉為催化劑，高溫利用半溶媒法，合 成了與聚酯纖維結(jié)構(gòu)相似的鄰苯二甲酸淀粉酯，具有一定的上漿性能。但取代度和反應(yīng)效 率較低。
[0004] 在微波輻射作用下的有機(jī)反應(yīng)速率比傳統(tǒng)的加熱方法快數(shù)倍甚至千倍，并可使一 些在常規(guī)回流條件下不能被活化而無法進(jìn)行或難以進(jìn)行的反應(yīng)得以發(fā)生，且具有操作簡 單、時(shí)間短、產(chǎn)率高、少用或不用催化劑、反應(yīng)溶劑或媒介物消耗少，易回收、純度高、合成路 線短等特點(diǎn)，因此，微波在有機(jī)合成中得到廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展。本發(fā)明將利用微波技術(shù)制 備鄰苯二甲酸淀粉酯，以期提高取代度和反應(yīng)速率，得到適合聚酯的淀粉漿料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應(yīng)用。該制備 方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保無污染。所制備鄰苯二甲酸淀粉酯取代度高，適 用于聚酯織物的上漿，具有良好的應(yīng)用前景。
[0006] 一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在20-50°C的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機(jī)中凍干，粉碎后得到 溶脹原淀粉； (2) 將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻 分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應(yīng)器中攪拌反應(yīng)3-10min，將產(chǎn) 物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0007] 所述步驟（1)中凍干溫度為-20°c，粉碎溫度為室溫。
[0008] 所述步驟（2)中以50g溶脹原淀粉為基準(zhǔn)，需要重結(jié)晶鄰苯二甲酸酐的量為l~5g， 需要丙酮的用量為40~200mL。
[0009] 所述步驟（2)中的催化劑為無水乙醇鈉或無水吡啶，用量為溶脹原淀粉質(zhì)量的 1~5%〇
[0010] 所述步驟（3)中攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為200~500轉(zhuǎn)/min，洗滌溶劑為水，洗滌次數(shù)為 3~5次。
[0011] 所述步驟（3)中烘干溫度為40~50°C，粉碎是在室溫下進(jìn)行。
[0012] 所述步驟（3)中微波功率為200~700w。
[0013] 按照上述鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法制備得到的鄰苯二甲酸淀粉酯對紗線進(jìn) 行漿紗處理方面的應(yīng)用。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用溶脹一冷凍預(yù)處理技術(shù)，用熱水將淀粉半溶脹，然 后凍干，得到易于酯化劑、催化劑分散的淀粉。將酯化劑和催化劑分散于丙酮溶劑中，加入 預(yù)處理后淀粉，用微波技術(shù)處理，得到鄰苯二甲酸淀粉酯，對聚酯及其混紡織物具有很好的 漿紗性能，是一種環(huán)保的適合聚酯的淀粉漿料；方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保 無污染；本發(fā)明制備鄰苯二甲酸淀粉酯，具有較高的取代度和反應(yīng)速率，適合作為聚酯及共 混產(chǎn)品的漿料，具有良好的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0016] 實(shí)施例1 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在20°c水中溶脹5min，抽濾后置于凍干機(jī)中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹玉米淀粉和少 量無水乙醇鈉，均勻分散； (3) 將配好的反應(yīng)物置于三口燒瓶中，于微波反應(yīng)器中，微波200w，攪拌速度200轉(zhuǎn)/ min，反應(yīng)3min，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0017] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在40°c水中溶脹8min，抽濾后置于凍干機(jī)中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹原淀粉和少量 催化劑，均勻分散； (3) 將配好的反應(yīng)物置于三口燒瓶中，于微波反應(yīng)器中，微波500w，攪拌速度300轉(zhuǎn)/ min，反應(yīng)5min，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0018] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在50°c水中溶脹lOmin，抽濾后置于凍干機(jī)中-20°c凍干，粉碎； (2) 將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，加入凍干粉碎的溶脹玉米淀粉和少 量無水吡啶，均勻分散； (3) 將配好的反應(yīng)物置于三口燒瓶中，于微波反應(yīng)器中，微波700w，攪拌速度500轉(zhuǎn)/ min，反應(yīng)lOmin，將產(chǎn)物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯，測定其取代度。
[0019] 實(shí)施例4 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在25°c的水中溶脹8min，抽濾后置于-20°c凍干機(jī)中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將I g重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于40 mL丙酮溶液中，然后加入50g溶脹原淀粉 和0. 5g催化劑無水乙醇鈉，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于200?微波反應(yīng)器中于5001'/11^11的條件 下攪拌反應(yīng)3min，將產(chǎn)物洗滌、40°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0020] 實(shí)施例5 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在30°c的水中溶脹7min，抽濾后置于-20°c凍干機(jī)中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將5g重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于200mL丙酮溶液中，然后加入50g溶脹原淀粉 和2. 5g催化劑無水乙醇鈉，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于700?微波反應(yīng)器中于2001'/11^11的條件 下攪拌反應(yīng)lOmin，將產(chǎn)物洗滌、50°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0021] 實(shí)施例6 本實(shí)施例的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，步驟如下： (1) 將原淀粉在45°c的水中溶脹6min，抽濾后置于-20°c凍干機(jī)中凍干，室溫粉碎后得 到溶脹原淀粉； (2) 將2. 5g重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于120 mL丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和 I. 5g催化劑無水吡啶，均勻分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于500?微波反應(yīng)器中于3001'/11^11的條件 下攪拌反應(yīng)5min，將產(chǎn)物洗滌、45°C烘干、室溫粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。
[0022] 以18. 2tex聚酯或聚酯混紡紗線為漿紗對象，分別以實(shí)施例1~6所制備的鄰苯二 甲酸淀粉酯淀粉對紗線進(jìn)行漿紗處理，將所制備不同取代度的鄰苯二甲酸淀粉酯淀粉于水 浴90°C攪拌Ih調(diào)制成濃度為1%的漿液，紗線于漿液中二浸二軋，105°C烘干，所得的紗線強(qiáng) 力及毛羽測試結(jié)果，如下表所示：
原紗強(qiáng)度17. 9/cN/tex，伸長率10. 3%，毛羽指數(shù)10. 23,從表中數(shù)據(jù)可以看出，與原紗 強(qiáng)度（17. 9/cN/tex)相比，實(shí)施例1-6的強(qiáng)度均取得大幅提高。毛羽指數(shù)大幅下降，說明毛 羽貼服顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于步驟如下： (1) 將原淀粉在20-50°C的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機(jī)中凍干，粉碎后得到 溶脹原淀粉； (2) 將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻 分散，得到混合液； (3) 將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應(yīng)器中攪拌反應(yīng)3-10min，將產(chǎn) 物洗滌、烘干、粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)中 凍干溫度為-20°C，粉碎溫度為室溫。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（2) 中以50g溶脹原淀粉為基準(zhǔn)，需要重結(jié)晶鄰苯二甲酸酐的量為l~5g，需要丙酮的用量為 40~200mL〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（2)中 的催化劑為無水乙醇鈉或無水吡啶，用量為溶脹原淀粉質(zhì)量的1~5%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法及應(yīng)用，其特征在于：所述步 驟（3)中攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為200~500轉(zhuǎn)/min，洗滌溶劑為水，洗滌次數(shù)為3~5次。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中 烘干溫度為40~50°C，粉碎是在室溫下進(jìn)行。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中 微波反應(yīng)器的功率為200~700w。8. 按照權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法制備得到的鄰 苯二甲酸淀粉酯對紗線進(jìn)行漿紗處理方面的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鄰苯二甲酸淀粉酯的制備方法，將原淀粉在20-50℃的水中溶脹5-10min，抽濾后置于凍干機(jī)中凍干，粉碎后得到溶脹原淀粉；將重結(jié)晶的鄰苯二甲酸酐分散于丙酮溶液中，然后加入溶脹原淀粉和催化劑，均勻分散，得到混合液；將混合液置于三口燒瓶中，將三口燒瓶置于微波反應(yīng)器中攪拌反應(yīng)3-10min，將產(chǎn)物洗滌粉碎得到鄰苯二甲酸淀粉酯。對聚酯及其混紡織物具有很好的漿紗性能，是一種環(huán)保的適合聚酯的淀粉漿料；方法操作方便，工藝簡單，溶劑可回收，環(huán)保無污染；本發(fā)明制備鄰苯二甲酸淀粉酯，具有較高的取代度和反應(yīng)速率，適合作為聚酯及共混產(chǎn)品的漿料，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】D06M101/32, D06M15/11, C08B31/04
【公開號(hào)】CN104892778
【申請?zhí)枴緾N201510322949
【發(fā)明人】周偉濤, 武宗文, 黃海濤, 李俊禮, 周培文, 崔世忠
【申請人】中原工學(xué)院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月12日