[0006] 本发明的目的是在常压、温和的反应条件下制备一种易生物降解的2-O-(2-羟基-3-三甲基)-丙基氯化铵-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺类淀粉类高分子表面活性剂。
[0007] 具体步骤为:
[0008] (1)将12~18g木薯淀粉置于真空干燥箱中,60℃下干燥24小时至恒重。
[0009] (2)取10~15g步骤(1)所得干基木薯淀粉置于250mL四口烧瓶中,加入蒸馏水配成质量分数为30%~40%的淀粉悬浮液,加入相当于淀粉干基质量3%~5%的分析纯硫酸,搅拌均匀,缓慢加入2~3mL质量分数为10%的KMnO4溶液,在30~60℃下氧化反应1~3小时至溶液变成纯白色,得到氧化淀粉混合液。
[0010] (3)将步骤(2)所得氧化淀粉混合液放入装有相当于4~7倍干基淀粉质量的体积分数为80%的乙醇溶液的烧杯中沉淀、抽滤,用20~30mL体积分数为80%的乙醇溶液洗涤2~3次至滤液pH为6~8,将氧化淀粉滤饼置入真空干燥箱中,于50℃下干燥12小时至恒重,得氧化淀粉。
[0011] (4)将步骤(3)制得的氧化淀粉置于250mL四口烧瓶中,加入蒸馏水配成质量分数为30%~40%的氧化淀粉悬浮液,缓慢向其中加入相当于氧化淀粉干基质量的2%~5%的十二胺;调节温度至30~50℃,加入相当于氧化淀粉干基质量1%~2%的催化剂对甲苯磺酸,保温反应1~3小时,得胺化氧化淀粉混合液。
[0012] (5)将步骤(4)所得物料放入装有相当于4~7倍干基淀粉质量的体积分数为80%的乙醇溶液的烧杯中沉淀、抽滤,用20~30mL体积分数为80%的乙醇溶液洗涤2~3次至滤液pH为6~8,得胺化氧化淀粉滤饼。
[0013] (6)将步骤(5)所得胺化氧化淀粉滤饼加入到装有回流装置的250mL四口烧瓶中,加入40~60mL分析纯邻二甲苯,升温到90~105℃,回流5~9小时,得到酰胺化氧化淀粉混合液。
[0014] (7)将步骤(6)所得酰胺化氧化淀粉混合液放入装有相当于4~7倍干基淀粉质量的体积分数为80%的乙醇溶液的烧杯中沉淀、抽滤,用20~30mL体积分数为80%的乙醇溶液洗涤2~3次至滤液pH为6~8,得酰胺化氧化淀粉滤饼。再将所得滤饼置入真空干燥箱中,于50℃下干燥12小时至恒重,得酰胺化氧化淀粉。
[0015] (8)取5~10g步骤(7)所得酰胺化氧化淀粉置于250mL四口烧瓶中,加入蒸馏水配成质量分数为30%~40%的酰胺化氧化淀粉溶液,30分钟内缓慢向其中滴入5~15mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液,在40~60℃搅拌下活化30~60分钟。
[0016] (9)调节步骤(8)所得物料温度至50~70℃,加入相当于酰胺化氧化淀粉干基质量25%~40%的化学纯3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,继续反应4~6小时。
[0017] (10)将步骤(9)所得物料放入装有相当于4~8倍干基淀粉质量的体积分数为80%的乙醇溶液的烧杯中沉淀、抽滤;用20~30mL体积分数为80%的乙醇溶液洗涤2~3次至滤液pH为6~8,得季铵型阳离子氧化淀粉酰胺滤饼;将所得滤饼置入真空干燥箱中,于50℃下干燥12小时至恒重即得产物2-O-(2-羟基-3-三甲基)-丙基氯化铵-6-N-十二烷基氧化淀粉酰胺。
[0018] (11)参照GB50095-85,采用凯氏滴定法测定酰胺化淀粉的取代度(DS1)。计算公式如下:
[0019]
[0020] 式中:
[0021] DS1——酰胺化取代度;
[0022] M1——取代淀粉单元环的平均相对分子质量;
[0023] M2——取代基的相对分子质量;
[0024] y1——产品中N的质量分数,%。
[0025] (12)参照GB50095-85采用凯氏滴定法测定阳离子淀粉取代度(DS2)。计算公式如下:
[0026]
[0027] 式中:DS2——阳离子取代度;
[0028] M3——取代淀粉单元环的平均相对分子质量;
[0029] M4——取代基的相对分子质量;
[0030] y2——产品样品中N的质量分数,%。
[0031] (13)本发明中乳化力的测定采用GB/T6369-1986规定的方法。
[0032] (14)本发明中泡沫高度的测定采用GB/T7462-94规定的方法。
[0033] 本发明所具有的明显优势在于:淀粉分子链上引入长碳链的十二烷基酰胺基团和季铵阳离子基团,使得这种新型高分子表面活性剂具有较好的水溶性,乳化力较好,稳定性强,又兼具生物降解快、无毒无刺激及优良的协同增效作用等特点。相对于单一阳离子淀粉、淀粉酰胺的单改性衍生物研究,其更为优越的性能拓宽了淀粉基表面活性剂的应用领域,在洗涤剂、农业、生物医学和化妆品等领域具有较高的应用价值。