三甲基硅基淀粉醚的制備及性能研究.pdf

1、淀粉因具有來源廣泛、價(jià)格低廉、無毒、穩(wěn)定、良好的生物相容性和生物降解性等優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的關(guān)注。雖然淀粉分子中含有大量的親水性基團(tuán)羥基，但羥基大都通過分子內(nèi)和分子間相互作用形成氫鍵，因此，淀粉不溶于冷水且在有機(jī)溶劑中的溶解度低。為了改善淀粉的應(yīng)用性能，利用化學(xué)改性的方法對(duì)其進(jìn)行改性，使之具有在有機(jī)溶劑中的溶解性、疏水性等性能并可拓寬淀粉的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　將淀粉進(jìn)行甲硅烷基化可賦予淀粉許多新的性能，如:溶解性、疏水性、熱穩(wěn)定性等。

2、但是，原淀粉顆粒結(jié)構(gòu)緊密，只有表面極少量的羥基可與有機(jī)硅試劑發(fā)生反應(yīng)，不足以改變淀粉的性能，因此，有必要對(duì)原淀粉進(jìn)行降解，降解后的蠟質(zhì)玉米淀粉再與有機(jī)硅試劑進(jìn)行硅烷化反應(yīng)。
　　本文采取先糊化后降解的方法制備降解淀粉，糊化溫度為90℃、糊化時(shí)間為1h、HCl酸水解溫度為60℃、HCl水溶液濃度為0.5 mol·L-1、水解時(shí)間為5h條件下對(duì)原淀粉進(jìn)行了降解，降解后的淀粉重均分子量Mw為4.3×104，分子量分布為9.0。
　

3、　采用降解蠟質(zhì)玉米淀粉作為原料，以六甲基二硅氮烷(HMDS)為有機(jī)硅醚化劑，以Cu(NO3)2·3H2O為反應(yīng)催化劑，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為反應(yīng)溶劑，對(duì)淀粉進(jìn)行了疏水化改性。分別研究了反應(yīng)溫度、催化劑Cu(NO3)2·3H2O用量對(duì)反應(yīng)的影響，其中包括HMDS轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物取代度(DS)和反應(yīng)效率(Re)，HMDS與無水葡萄糖單元(AGU)摩爾比對(duì)產(chǎn)物取代度的影響。反應(yīng)最佳條件為:反應(yīng)溫度80℃，體系質(zhì)量百分比10％(w/v)

4、，n(Cu(NO3)2·3H2O)/n(HMDS)=2.1％，在該條件下，調(diào)節(jié)HMDS與AGU摩爾比，可制備不同取代度的三甲基硅基淀粉醚。對(duì)不同取代度的三甲基硅基淀粉醚進(jìn)行了FT-IR和1H NMR表征，驗(yàn)證了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和取代度值正確。
　　對(duì)產(chǎn)物三甲基硅基淀粉醚的溶解性、疏水性、熱穩(wěn)定性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，對(duì)于DS=2.68的的三甲基硅基淀粉醚其在四氫呋喃(THF)、氯仿(CHCl3)、丙酮中的溶解度分別為33.