地区：上海市 宝山区
关键词：广西大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000003887
成果描述：
| 课题来源与背景：随着石油资源的日益枯竭，如何从深度和广度开发应用天然高分子化合物已成为国内外学者普遍关注的课题。淀粉是一种天然高分子碳水化合物，是仅次于纤维素的具有丰富来源的可再生资源，是取之不尽、用之不竭的廉价有机原料。但原淀粉大多不具备直接被利用的性能，限制了淀粉在多领域中的应用。因此，如何对天然淀粉进行改性，增加和扩展淀粉的应用功能已成为科技工作者和生产厂商日益关注的重要课题。变性淀粉是指在淀粉原有特性基础上，为改善其加工操作性能及扩大淀粉的应用范围，利用热、酸、碱、氧化剂、酶制剂以及具有各种官能团的有机反应试剂与淀粉发生化学反应，或经过物理变化，改变天然淀粉的性质，增加其某些性能或引进新的特性而制备的淀粉。变性淀粉应用的行业包括造纸、纺织、食品、酿造、医药、化工等，在国民经济和人民生活中占有重要的地位。淀粉酯是变性淀粉的一种重要类型，是指淀粉结构中的羟基被有机酸或无机酸酯化而得到的一类变性淀粉。长链淀粉酯（淀粉高级脂肪酸酯）是淀粉与长链(C8 以上) 脂肪酸发生酯化反应的产物，与短链淀粉酯和其它变性淀粉相比，具有特殊的热塑性、疏水性、乳化性和可生物降解性，其作为多种石油化工产品的代用品越来越受到重视。在食品工业、纺织工业、化妆品、医药、生物降解材料、表面活性剂等方面具有广阔的应用前景。随着天然油脂资源的紧缺和石油价格的不断上涨及其资源的枯竭，开发利用以淀粉等天然可再生资源为原料，低毒无毒及生物降解性好的表面活性剂已引起国内外高度重视。研究目的与意义：研究淀粉长链酯化的方法，不管采用何种强化反应措施，其酯化反应过程均是在水或有机溶剂中进行，而鲜见有在固相酯化改性方面的研究。溶剂法需要大量的溶剂，存在溶剂回收、污染环境、催化剂残留、工艺复杂和成本较高等缺点，且研究工作仍处于探索性实验阶段，从性能或成本方面与工业应用均有差距。因此，寻找更有效的淀粉长链酯化方法，使酯化过程简单化、无污染化，低价合成高酯化度长链淀粉酯具有重要意义。主要论点与论据：该项目将机械活化这门新兴的交叉技术和方法应用于强化淀粉的长链酯化反应。以搅拌球磨机作为反应器将淀粉与长链酯化剂及助剂进行固相反应制备长链淀粉酯，探讨酯化产物的构效关系，科学评价机械活化对淀粉固相酯化的影响规律，分析其强化作用机理，提出淀粉固相酯化的基础理论，建立长链淀粉酯反应动力学模型，为天然高分子的利用提供理论依据和技术基础。研究机械活化强化淀粉固相酯化及其机理，探讨其反应动力学因素，并应用于各种高分子合成特别是合成条件苛刻、合成速率较慢的反应过程领域，不仅有极高的学术价值，而且具有重大的经济意义，为中国淀粉深加工开辟一个新方向，将固相酯化技术引入淀粉变性行业，对促进广西乃至中国淀粉工业的发展及同类多糖化合物的酯化工艺开发与设计都有极大的指导意义。创见与创新：以广西丰富的木薯淀粉资源为研究对象，利用聚合物反应工程领域的前沿理论与技术——机械活化技术，进行强化淀粉固相反应的基础理论与应用技术的研究，探索淀粉固相反应中出现的新的、重大的科学问题，为广西众多的天然高分子资源制备生物基材料提供理论基础是该项目的特色。机械活化强化淀粉固相酯化的核心技术是该项目的方法创新；弄清产物的构效关系与机械活化强化作用的规律及其机理，提出淀粉固相酯化的新理论是该项目的理论创新。社会经济效益：该项目采用机械活化固相反应改性技术，属物理和化学结合手段，生产过程无“三废”排放；通过该项目的实施，一方面为淀粉的开发利用开拓了一个新的生产方法，制备获得长链酯化变性淀粉，进一步丰富和完善淀粉和机械活化、固相反应技术的理论知识，为新型变性淀粉的开发与应用提供科学依据；另一方面不仅提高了淀粉的附加值，而且降低了淀粉长链酯化的生产成本，这将对变性淀粉的发展有极大的促进作用。这不仅有重大的经济意义，而且有极高的学术价值。因此，该项目的研究成果具有显著的社会和经济效益。 |
