专利名称：高取代度乙酰淀粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种乙酰淀粉及其制备方法。
背景技术：
淀粉分子中羟基上的氢原子被乙酰基取代，即为乙酰淀粉，俗称淀粉醋酸 酯。乙酰淀粉是对天然淀粉改性产物中的一个重要的品种，广泛地应用于食品、 纺织、医药、造纸等领域。近年来随着人们环保意识的提高，乙酰淀粉日益受
到人们的重视，但是对于传统乙酰淀粉的制备均需经过淀粉活化的过程--
种方法是通过将淀粉在水中或稀碱液中溶胀后再进行乙酰化反应，此方法得到
的乙酰淀粉取代度仅为0.1 1.8，耐水性差且可塑性很差，制备工艺复杂；另 一种方法是将淀粉先经过冰醋酸预先活化然后再进行乙酰化反应，最后把反应 过程中的冰醋酸蒸馏出来，此方法得到的乙酰淀粉取代度只有2.0 2.3，制备 过程中因使用大量的冰醋酸，提高了生产成本，这两种方法存在的诸多问题使 得高取代度的乙酰淀粉应用与发展受到局限。
发明内容
本发明为了解决现有乙酰淀粉的产品取代度低、淀粉基材料耐水性差、可 塑性弱、制备工艺复杂、成本高及反应不充分的问题而提供的高取代度乙酰淀
粉及其制备方法。
高取代度乙酰淀粉由淀粉、乙酰化试剂和催化剂制成；乙酰化试剂的加入 量为原料总质量的52.0% 60.0%，催化剂的加入量为原料总质量的0.2% 1.0%，淀粉的加入量为原料总质量的40.0% 47.0%;其中乙酰化试剂为乙酸 酐或乙酰氯，催化剂为工业级浓硫酸或工业级磷酸。
高取代度乙酰淀粉按以下方法进行制备 一、将淀粉在温度为101 105
"C的条件下干燥至恒重；二、将催化剂加入到乙酰化试剂中，再加入到恒重后
的淀粉中，在常温条件下以100 300r/min的速率搅拌3 5min，得均一的淀 粉分散液；三、将均一的淀粉分散液放置于超声波反应釜中，在搅拌速率为 500 600r/min条件下超声搅拌5 7h，得高取代度乙酰淀粉浆；四、将高取
代度乙酰淀粉浆在温度为2 1(TC的水中，以800 1000r/min的速率搅拌5 10min，然后用碱溶液将pH调至6.5 7.0，然后在温度为50°C、真空度为 0.04MP 0.08MP条件下，干燥，即得高取代度乙酰淀粉；其中步骤一中淀粉 的加入量为原料总质量的40.0% 47.0%;步骤二中催化剂的加入量为原料总 质量的0.2% 1.0%，乙酰化试剂的加入量为原料总质量的52.0% 60.0%;乙 酰化试剂为乙酸酐或乙酰氯，催化剂为工业级浓硫酸或工业级磷酸。
本发明中使用超声波对淀粉的半结晶型结构进行破坏，从而使乙酸酐更容 易进入淀粉颗粒内部进行反应，使乙酸酐与淀粉得到充分反应。
本发明高取代度乙酰淀粉的取代度为2.4 2.8。
本发明高取代度乙酰淀粉替代淀粉制备淀粉基材料，可显著提高其耐水 性，增强其可塑性且环保可降解。
本发明高取代度乙酰淀粉的制备方法简单、易操作、反应充分、成本低廉 (原材料市场即可购得)。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方 式间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式高取代度乙酰淀粉由淀粉、乙酰化试剂和催
化剂制成；乙酰化试剂的加入量为原料总质量的52.0% 60.0%，催化剂的加 入量为原料总质量的0.2% 1.0%，淀粉的加入量为原料总质量的40.0% 47.0%;其中乙酰化试剂为乙酸酐或乙酰氯，催化剂为工业级浓硫酸或工业级 磷酸。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点是淀粉为玉米 淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点是乙酰化试剂 的加入量为原料总质量的55.0% 59.0%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点是乙酰化试剂 的加入量为原料总质量的58.0%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一的不同点是催化剂的加 入量为原料总质量的0.4% 0.7%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一的不同点是催化剂的加 入量为原料总质量的0.5%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七本实施方式高取代度乙酰淀粉按以下方法进行制备一、 将淀粉在温度为101 105。C的条件下干燥至恒重；二、将催化剂加入到乙酰
化试剂中，再加入到恒重后的淀粉中，在常温条件下以100 300r/min的速率 搅拌3 5min，得均一的淀粉分散液；三、将均一的淀粉分散液放置于超声波 反应釜中，在搅拌速率为500 600r/min条件下超声搅拌5 7h，得高取代度 乙酰淀粉浆；四、将高取代度乙酰淀粉桨在温度为2 1(TC的水中，以800 1000r/min的速率搅拌5 10min，然后用碱溶液将pH调至6.5 7.0，然后在 温度为5(TC、真空度为0.04MP 0.08MP条件下，千燥，即得高取代度乙酰 淀粉；其中步骤一中淀粉的加入量为原料总质量的40.0% 47.0%;步骤二中 催化剂的加入量为原料总质量的0.2% 1.0%，乙酰化试剂的加入量为原料总 质量的52.0% 60.0%;乙酰化试剂为乙酸酐或乙酰氯，催化剂为工业级浓硫 酸或工业级磷酸。
本实施方式中使用超声波反应釜对淀粉的半结晶型结构进行破坏，从而使 乙酸酐更容易与淀粉进行反应。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤一中淀 粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。其它步骤及参数与具体实施方式
七相 同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
七或八的不同点是步骤一 中将淀粉在温度为103X:的条件下干燥至恒重。其它步骤及参数与具体实施方式
七或八相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
七或八的不同点是步骤一 中淀粉的加入量为原料总质量的41.0% 46.0%。其它步骤及参数与具体实施方式
七或八相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
七或十的不同点是步骤 一中淀粉的加入量为原料总质量的42.0°/。。其它步骤及参数与具体实施方式
七或十相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤二中
催化剂的加入量为原料总质量的0.4% 0.7%。其它步骤及参数与具体实施方 式七相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤二中 催化剂的加入量为原料总质量的0.5%。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤二中 乙酰化试剂的加入量为原料总质量的55.0% 59.0%。其它步骤及参数与具体
实施方式七相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤二中 乙酰化试剂的加入量为原料总质量的58.0%。其它步骤及参数与
具体实施例方式
七相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤二中 在常温条件下以200r/min的速率搅拌4min。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤三中 超声波发生器的为25 40KHz、功率为300 1000W。其它步骤及参数与具体 实施方式七相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤三中 在搅拌速率为550r/min条件下超声搅拌6h。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤四中
将高取代度乙酰淀粉浆放入温度为6t:的水中。其它步骤及参数与具体实施方
式七相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤四中 以900r/min的速率搅拌8min。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
二十一本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤四 中碱溶液为摩尔浓度为0.005 0.05mol/L的氢氧化钠溶液。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
二十二本实施方式与具体实施方式
七的不同点是步骤四
中将pH调至6.8。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
二十三本实施方式高取代度乙酰淀粉按以下方法进行制 备 一、将占原料总质量42.0%的玉米淀粉在温度为103'C的条件下干燥至恒 重；二、将占原料总质量0.5%的工业级浓硫酸加入到占原料总质量57.5%的 乙酸酐中之后再加入到恒重后的玉米淀粉中，在常温条件下以200r/min的速 率搅拌4min，得均一的淀粉分散液；三、将均一的淀粉分散液放置在频率为 25kHz、功率为300W的超声波反应釜中，在搅拌速率为550r/min条件下超声 搅拌6h，得高取代度乙酰淀粉浆；四、将高取代度乙酰淀粉浆在温度为6'C的 水中，以900r/min的速率搅拌8min，然后用摩尔浓度为0.05mol/L的氢氧化 钠溶液将pH调至7.0，然后在温度为5(TC、真空度为0.05MP条件下，干燥， 即得高取代度乙酰淀粉。
本实施方式中所得高取代度乙酰淀粉经测试，取代度DS=2.60。 本实施方式得到的高取代度乙酰淀粉添加到淀粉基材料中可显著提高其 耐水性，增强其可塑性且环保可降解。
本实施方式高取代度乙酰淀粉的制备方法简单、易操作、反应充分、成本 低廉(原材料市场即可购得)。
具体实施方式
二十四本实施方式高取代度乙酰淀粉按以下方法进行制 备 一、将占原料总质量40.0%的玉米淀粉在温度为103'C的条件下干燥至恒 重；二、将占原料总质量0.6%的工业级硫酸加入到占原料总质量59.4%的乙 酸酐中之后再加入到恒重后的玉米淀粉中，在常温条件下以200r/min的速率 搅拌4min，得均一的淀粉分散液；三、将均一的淀粉分散液放置在频率为 25kHz、功率为300W的超声波反应釜中，在搅拌速率为550r/min条件下超声 搅拌6h，得高取代度乙酰淀粉浆；四、将高取代度乙酰淀粉浆在温度为6。C的 水中，以900r/min的速率搅拌8min，然后用摩尔浓度为0.05mol/L的氢氧化 钠溶液将pH调至7.0，然后在温度为50。C、真空度为0.07MP条件下，干燥， 即得高取代度乙酰淀粉。
本实施方式中所得高取代度乙酰淀粉经测试，取代度DS=2.80。 本实施方式得到的高取代度乙酰淀粉添加到淀粉基材料中可显著提高其 耐水性，增强其可塑性且环保可降解。
本实施方式高取代度乙酰淀粉的制备方法简单、易操作、反应充分、成本 低廉(原材料市场即可购得)。
权利要求
1、高取代厦乙酰淀粉，其特征在于高取代度乙酰淀粉由淀粉、乙酰化试剂和催化剂制成；乙酰化试剂的加入量为原料总质量的52.0％～60.0％，催化剂的加入量为原料总质量的0.2％～1.0％，淀粉的加入量为原料总质量的40.0％～47.0％；其中乙酰化试剂为乙酸酐或乙酰氯，催化剂为工业级浓硫酸或工业级磷酸。
2、 根据权利要求1所述的高取代度乙酰淀粉，其特征在于淀粉为玉米淀 粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。
3、 如权利要求1所述的高取代度乙酰淀粉的制备方法，其特征在于高取 代度乙酰淀粉按以下方法进行制备 一、将淀粉在温度为101 105。C的条件 下干燥至恒重；二、将催化剂加入到乙酰化试剂中，再加入到恒重后的淀粉中， 在常温条件下以100 300r/min的速率搅拌3 5min，得均一的淀粉分散液； 三、将均一的淀粉分散液放置于超声波反应釜中，在搅拌速率为500 600r/min 条件下超声搅拌5 7h，得高取代度乙酰淀粉浆；四、将高取代度乙酰淀粉浆 在温度为2 1(TC的水中，以800 1000r/min的速率搅拌5 10min，然后用 碱溶液将pH调至6.5 7.0，然后在温度为5(TC、真空度为0.04MP 0.08MP 条件下，干燥，即得高取代度乙酰淀粉；其中步骤一中淀粉的加入量为原料总 质量的40.0% 47.0%;步骤二中催化剂的加入量为原料总质量的0.2% 1.0%， 乙酰化试剂的加入量为原料总质量的52.0% 60.0%;乙酰化试剂为乙酸酐或 乙酰氯，催化剂为工业级浓硫酸或工业级磷酸。
4、 根据权利要求3所述的高取代度乙酰淀粉的制备方法，其特征在于步 骤一中淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。
5、 根据权利要求3所述的高取代度乙酰淀粉的制备方法，其特征在于步 骤三中超声波发生器的频率为25 40KHz、功率为300 1000W。
6、 根据权利要求3所述的高取代度乙酰淀粉的制备方法，其特征在于步 骤四中碱溶液为摩尔浓度0.005 0.05mol/L的氢氧化钠溶液。
全文摘要
高取代度乙酰淀粉及其制备方法，它涉及乙酰淀粉及其制备方法。它解决了现有乙酰淀粉取代度低、淀粉基材料耐水性差、可塑性弱，制备工艺复杂，成本高及反应不充分的问题。高取代度乙酰淀粉由淀粉、乙酰化试剂和催化剂制成。制备方法先将催化剂加入到乙酰化试剂中，然后再加入到干燥至恒重的淀粉中，先进行缓慢搅拌得到均一的淀粉分散液后，再进行常温超声中速搅拌，将制得物倒入冷水中分散而后用碱溶液调节至中性，干燥即得。本发明高取代度乙酰淀粉取代度高、耐水性好、可塑性强且环保可降解。本发明制备方法简单、易操作、成本低廉、反应充分。
文档编号C08B31/04GK101362804SQ20081013724
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者兰恒宇, 殊 赵 申请人:东北林业大学