[發(fā)明專(zhuān)利]一種農(nóng)作物秸稈制備纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710302413.5
• 申請(qǐng)日: 2007-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101186677A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐學(xué)明;楊哪;金征宇;謝正軍;趙建偉;鄧力
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F251/02
• 分類(lèi)號(hào): C08F251/02
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 時(shí)旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

一種農(nóng)作物秸桿制備纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑的方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用和農(nóng)用化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的是利用農(nóng)作物秸桿為主要原料制備一種纖維素多糖類(lèi)的高吸水劑，同時(shí)具備良好的生物可降解性質(zhì)。

背景技術(shù)

高吸水劑(super?absorbent?polymer簡(jiǎn)稱(chēng)SAP)，由于它具有良好的吸水、保水性能，在抗旱保肥、沙漠綠化、植樹(shù)造林、食品加工、化妝品等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景，成為繼化肥、農(nóng)藥、薄膜之后第四大類(lèi)農(nóng)用化學(xué)品。

美國(guó)在20世紀(jì)80年代將SAP用于農(nóng)、林業(yè)的土壤保水、苗木培育、育種等。法國(guó)采用SAP制出吸水率為200倍的“水合土”用于治理沙漠。日本最先將SAP用于生理衛(wèi)生領(lǐng)域，制備衛(wèi)生巾、尿布、毛巾、棉球、止血栓等，刺激和推動(dòng)了世界范圍內(nèi)SAP產(chǎn)量猛增。此外，SAP還被用作油水分離劑、金屬離子吸附劑、室內(nèi)芳香水凝劑、建材的緩釋劑、塑料阻燃劑、滅火劑、藥品片劑的崩解劑、溫度調(diào)節(jié)劑、人工腎過(guò)濾材料、固化酶載體，蔬菜、食品的儲(chǔ)存與保護(hù)等。

近年來(lái)，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的不斷向前發(fā)展，糧、棉等農(nóng)作物產(chǎn)量逐年提高，玉米、小麥、棉花等糧食及農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物的深加工成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前，我國(guó)每年有7億噸以上農(nóng)作物秸桿作為副產(chǎn)物未能得到利用。這不僅導(dǎo)致資源浪費(fèi)，而且有時(shí)又嚴(yán)重污染環(huán)境。其實(shí)，秸稈作為農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)品，是一種有用的資源，利用現(xiàn)代生物，化工技術(shù)將秸桿中的纖維素材料轉(zhuǎn)化為飼料、酒精、功能材料等產(chǎn)品，不僅可以作為新資源、新能源為人類(lèi)造福，同時(shí)也可以緩解或解決農(nóng)作物資源對(duì)環(huán)境污染的問(wèn)題，因而成為世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)展的研究課題，具有重大的戰(zhàn)略意義。本發(fā)明以農(nóng)作物秸桿像玉米稈、棉花稈及地瓜蔓等富含纖維素的原料制備高吸水劑，為農(nóng)作物秸稈的深加工與應(yīng)用開(kāi)辟了一條途徑。

目前，合成高吸水劑的方法有液相均相體系合成法，非均相體系合成法，固相法和其他特殊方法。在現(xiàn)有合成SAP的方法中，尚存在著一些不足：有些需耗費(fèi)有機(jī)溶劑，有些需在無(wú)氧的條件下進(jìn)行而使用氮?dú)猓行┊a(chǎn)品在使用后不易降解而污染環(huán)境。本發(fā)明采用以水為分散相的懸浮合成法，體系黏度低，在有氧條件下進(jìn)行合成，不需氮?dú)獗Ｗo(hù)，操作控制簡(jiǎn)單；原料來(lái)自農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定，且獲得了較高的吸水性和一定的生物可降解性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種農(nóng)作物秸桿制備纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑的方法，原料來(lái)自農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定，且獲得了較高的吸水性和一定的生物可降解性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種農(nóng)作物秸桿制備纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑的方法，以農(nóng)作物秸桿為原料，通過(guò)秸桿中纖維素基體的精制和高吸水劑的合成兩步驟制備纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑；

(1)農(nóng)作物秸桿纖維素的提取與精制：原料秸桿經(jīng)過(guò)切割預(yù)處理后在5％～7％濃度的稀硝酸中于60～80℃攪拌浸泡2h后，抽濾清洗，再在5％～8％濃度的堿液中于80～100℃煮制2～3小時(shí)，并不停攪拌，水洗打纖后，進(jìn)行漂白，50℃干燥得到白色的纖維素基材。

(2)懸浮合成法制備纖維素多糖類(lèi)高吸水劑：將一定量的秸桿纖維素基材投入聚合釜中，投料以秸桿重量計(jì)，投入到15-20倍量的1％-5％的氫氧化鈉溶液中攪拌加熱至60℃，使纖維素糊化溶脹至膠狀，30min后冷卻至室溫25～30℃，稱(chēng)取3-5倍量的丙烯酸單體和1-2倍量的聚乙二醇于聚合釜并緩慢加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH?7～8，攪拌均勻后依次添加秸桿、丙烯酸單體和聚乙二醇總重量0.5％～1％的過(guò)硫酸鉀和0.02％～0.1％亞硫酸氫鈉作引發(fā)劑、0.8％～1.5％甘油作交聯(lián)劑、和0.1％～0.2％表面活性劑吐溫-60，得到的懸浮液在攪拌條件下，于60℃引發(fā)接枝共聚反應(yīng)2-4h后升溫至80-90℃，直至生成白色的乳狀凝膠，反復(fù)洗滌，烘箱中60℃干燥脫水，粉碎，制得纖維素多糖類(lèi)可降解高吸水劑。

吸水保水性質(zhì)測(cè)試：以蒸餾水和生理鹽水分別測(cè)試高吸水劑吸液倍率，評(píng)價(jià)高吸水劑的吸附性能。采用微生物降解法，以醬油曲霉為降解菌，進(jìn)行生物可降解性能的試驗(yàn)，使高吸水劑的降解狀況便于觀察和測(cè)試。

本發(fā)明制備的纖維素多糖類(lèi)高吸水劑性狀及用途：外觀為白色粉末，呈中性，吸蒸餾水200～220倍，吸生理鹽水70～90倍，微生物降解性為15天降解率35％。用于農(nóng)業(yè)：土壤改良劑、水土保濕劑、植物沾根、提高發(fā)芽率；工業(yè)方面用作干燥劑、蔬菜水果保鮮劑、衛(wèi)生材料吸液劑。