本发明涉及一种黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法。
背景技术：
黄原胶(Xanthan gum)是一类由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)分泌的胞外水溶性杂多糖，由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸构成五糖重复单位，其中葡萄糖以β-(1,4)-糖苷键相连，构成其主链。主链上间隔的葡萄糖基C-3位上连由β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖醛酸-α-D-甘露糖组成的短支链。黄原胶的主、支链上含有大量的羟基、羧基、缩酮等活性基团，可以通过醚化、酯化反应及接枝乙烯基单体赋予黄原胶新的性能。
NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)分子中含有性质活泼的不饱和乙烯基(CH2＝CH-)、亲水性基团(N原子和羰基)和疏水性基团(烃基和环烃基)，适合作为接枝共聚及交联的单体分子。其聚合或交联产物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和交联的聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP)可以有效的去除啤酒、茶叶及果汁中的多酚类物质，是良好的吸附材料，但是利用NVP单体生产不溶性PVP和PVPP(分子量至少要大于40000)需要大量单体物质，成本较高。
与常规的化学接枝方法相比，辐射接枝具有多种优点：(1)辐射接枝反应由射线引发，不需引发剂，避免了杂质的引入，可以得到纯净的接枝共聚物，同时还起到消毒的作用；(2)电离辐射与物质的作用无选择性，原则上，辐射接枝技术可以用于任何一对聚合物基材-单体体系的接枝共聚；(3)电离辐射，特别是电离作用强的电子束，可以在固态多糖材料中均匀的形成自由基，从而可以完成传统化学法难以进行的接枝反应。(4)辐射接枝共聚可以在室温或者低温下进行，操作简单，接枝反应速率、接枝率和接枝深度(表面或本体接枝)可以通过辐照剂量、剂量率、单体浓度和向基材溶胀的深度来调控(哈鸿飞等，2002)。
基于黄原胶和NVP各自性能的特点，以及辐射接枝的优点，本项目以黄原胶(XG)多糖为基材，选择N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为接枝单体，利用电子束辐射法，首次制备出对苯酚和茶多酚具有较高吸附能力的黄原胶-N-乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(XG-g-NVP)。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法，其通过电子束辐射方式制备XG-g-NVP接枝共聚物，无污染、不引入杂质，反应迅速，接枝均匀。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法，包括：
步骤一、将氮乙烯基吡咯烷酮置于双蒸水，在水浴温度30℃下，水浴超声30s；
步骤二、将黄原胶至少分五次加入，每次加入后，在水浴温度30℃下，水浴超声15s，在环境温度为30℃下，静置20min；
步骤三、通入混合惰性气体，以气体速度为100mL/min，通入的混合气体15min，其中，混合气体包括氮气和氩气；
步骤四、采用电子束辐照，辐照剂量为12kGy；
步骤五、置于-20℃环境下，冷冻干燥3h，置于索氏提取器中，加入体积浓度为95％的乙醇溶液，90℃，提取40h，去除为聚乙烯吡咯烷酮，提取物在80℃中环境干燥2h，在70℃环境中干燥2h，在60℃环境中干燥至恒重，得到纯黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
优选的是，所述的黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法中，所述步骤一中，将氮乙烯基吡咯烷酮置于双蒸水，在水浴温度30℃下，水浴超声30s，加入叔丁基对苯二酚，搅拌30s，其中，加入叔丁基对苯二酚的质量为加入氮乙烯基吡咯烷酮的0.01％。
优选的是，所述的黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法中，所述步骤二中，
加入的将氮乙烯基吡咯烷酮与黄原胶的质量比为15:1，黄原胶与双蒸水的用量比为12g：1L。
优选的是，所述的黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的制备方法中，所述步骤三中，混合气体包括质量比为2:1的氮气和氩气。
本发明至少包括以下有益效果：采用可再生资源黄原胶以及生物相容性高的NVP作为原材料，通过电子束辐射方式制备XG-g-NVP接枝共聚物，无污染、不引入杂质，反应迅速，接枝均匀，操作调控简单，具有重要的应用价值；同时本发明中还采用水浴超声的方法，使黄原胶和氮乙烯基吡咯烷酮溶解更加充分。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施中XG和XG-g-NVP红外图谱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本实施例中所用黄原胶(XG)均购自山东阜丰发酵有限公司；所用N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，所用体积百分浓度为95％的乙醇水溶液均为分析纯，购自北京化工厂。
所用电子天平购自上海精密仪器仪表有限公司；所用红外光谱仪的型号为BRUKER TENSOR 37。
下述实施例中所得黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(XG-g-NVP)的红外图谱均在如下条件获得：将样品在60℃下干燥12h后，采用KBr压片，在4000cm-1～600cm-1区间扫描而得。
下述实施例中所得黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(XG-g-NVP)的接枝率均按照如下方法进行计算：
将纯化后的XG-g-NVP接枝共聚物称重。根据公式(1)计算接枝率(rG,％)：
式中，W0为XG的质量(g)；W为XG-g-NVP的质量(g)。
黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物(XG-g-NVP)的制备：
黄原胶与水的用量比为12g：1L，NVP与XG的质量比为15：1。
在500ml溶剂瓶中加入125ml双蒸水，准确量取22.5g氮乙烯基吡咯烷酮(NVP)于上述瓶中，混合、摇匀，置于水浴温度为30℃，水浴超声30s，加入2.25mg叔丁基对苯二酚，搅拌30s，将1.5g黄原胶(XG)(n为2000～20000)分成5小份，分5次加入，每次加入0.3g，每加入一次后，置于水浴温度为30℃的水浴中，水浴超声15s；当5份XG全部加入，静置20min。
通入混合惰性气体，以气体速度为100mL/min，通入的混合气体15min，其中，混合气体包括氮气和氩气，氮气和氩气的质量比为：2:1。
采用电子束辐照，辐照剂量为12kGy，剂量率为1.0kGy/min。
置于-20℃环境下，冷冻干燥3h，置于索氏提取器中，加入体积浓度为95％的乙醇溶液，90℃，提取40h，去除为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，提取物在80℃中环境干燥2h，在70℃环境中干燥2h，在60℃环境中干燥至恒重，得到纯黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物。
图1为XG和XG-g-NVP的红外图谱，位于图中上部的曲线为XG，下部为XG-g-NVP
按照上述方法测定可知，该黄原胶-氮乙烯基吡咯烷酮接枝共聚物的接枝率为693％。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。