一种卡德兰胶-己内酯接枝共聚物及其合成方法和应用与流程

本发明涉及卡德兰凝胶多糖改性，尤其涉及一种卡德兰胶-己内酯接枝共聚物及其合成方法和应用。

背景技术：

1、热凝胶多糖，又称卡德兰，常用于食品行业，是一种由葡萄糖组合而成的高分子聚合物，其结构为β-1,3-葡聚糖。不溶于水并可经于其所构成的似水悬浮液中加热，形成具有弹性的胶状物质，称为卡德兰胶。卡德兰胶在80℃以上的情况下会与水反应生成不可逆的类琼脂状凝胶，具有一定的弹性和刚性，如果是在55℃的情况下，则会与水生成可逆的凝胶。

2、纤维素与卡德兰具有类似的微观结构，均为多糖，其结构为β-1,4-葡聚糖，由于其的溶解度较低，加工难度比卡德兰更高。在纤维素改性接枝聚己内酯前，往往需要利用离子液体或碱液对纤维素继续溶解，生产成本较高，并对环境会产生一定毒性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种卡德兰胶-聚己内酯接枝共聚物及其合成方法和应用，以提高卡德兰胶在有机溶剂中的溶解性，扩大卡德兰胶的应用范围。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种卡德兰胶-己内酯接枝共聚物，接枝共聚物的化学结构式为：

3、

4、其中，r表示n表示306～394。

5、与现有技术相比，本发明提供的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物中，将己内酯开环接枝共聚在卡德兰胶分子中的多个醇羟基上，破坏了卡德兰胶分子内和分子间的氢键，降低了卡德兰胶分子内和分子间作用力，从而提高了卡德兰胶在一般的有机溶剂中的溶解性，有利于扩大卡德兰胶的应用范围。在接枝共聚的多相反应中，当与卡德兰胶接枝的单体的碳链过长，所得到的接枝共聚物不仅溶解度较差，且碳链容易发生缠绕；当与卡德兰胶接枝的单体的碳链过短，所得到的接枝共聚物调节界面曲率的能力较弱，因此，当与卡德兰胶接枝的单体为己内酯单体时，能够保证所得到的接枝共聚物的结构稳定，且具有良好的溶解度。在卡德兰胶与己内酯接枝共聚得到均相体系中，由于己内酯单体比卡德兰胶有着更好的链段相容性，随着接枝的己内酯含量增加，己内酯单体和卡德兰胶之间的接枝反应增加，增加了卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的支化度，增加了侧链中含有的吸电子基团的数量，能够增强卡德兰胶的极性，进一步提高卡德兰胶在有机溶剂中的溶解性，使卡德兰胶能够溶于多种有机溶剂中，且己内酯的含有的羟基形成的分子间氢键的空间结构较大，以便与多种化合物进行反应，利于扩大卡德兰胶的应用场景。

技术特征：

1.一种卡德兰胶-己内酯接枝共聚物，其特征在于，所述接枝共聚物的化学结构式为：

2.一种卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：在无溶剂的条件下进行接枝聚合反应以及有反应溶剂的条件下进行接枝聚合反应；

4.根据权利要求3所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在无溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，所述将所述处于溶胀状态的卡德兰胶进行脱水处理，获得脱水的卡德兰胶，包括：

5.根据权利要求4所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在无溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，所述二甲基亚砜的脱除温度为25℃～35℃，所述二甲基亚砜通过脱除溶剂脱除，所述脱除溶剂为二氯甲烷溶剂。

6.根据权利要求3所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在无溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，所述接枝聚合反应的温度为100℃～190℃，所述接枝聚合反应的时间为2h～24h；所述在有反应溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，所述接枝聚合反应的温度为100℃～140℃，所述接枝聚合反应的时间为1h～24h。

7.根据权利要求3所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在无溶剂的条件下进行接枝聚合反应后，所述对所述卡德兰胶-己内酯接枝共聚物半成品进行后处理，获得所述卡德兰胶-己内酯接枝共聚物，包括：

8.根据权利要求3所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在有反应溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，述将所述处于溶胀状态的卡德兰胶进行脱水处理，获得脱水的卡德兰胶，包括：

9.根据权利要求4所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物的合成方法，其特征在于，所述在有反应溶剂的条件下进行接枝聚合反应时，所述对所述接枝共聚物半成品进行后处理，获得所述卡德兰胶-己内酯接枝共聚物，包括：

10.一种根据权利要求1所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物在材料中的应用。

11.根据权利要求10所述的卡德兰胶-己内酯接枝共聚物在材料中的应用，其特征在于，所述材料包括食品改良剂、医用材料和涂料中的至少一种。

技术总结
本发明公开一种卡德兰胶‑己内酯接枝共聚物及其合成方法和应用，涉及卡德兰凝胶多糖改性技术领域，以解决卡德兰胶在有机溶剂中的溶解性低的缺点。该接枝共聚物的化学结构式为：其中，R表示n表示306～394。本发明公开一种卡德兰胶‑己内酯接枝共聚物及其合成方法和应用用于制备卡德兰胶‑己内酯接枝共聚物。

技术研发人员：宋佃凤,方博仁,郁国强,吴立群
受保护的技术使用者：山东仁丰特种材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17