[發(fā)明專利]一種以馬鈴薯淀粉為原料制備具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910170375.1
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN101638456A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫國華;目仁更;靳敏;付淵;杜青慧;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08K5/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、園藝及生活用品的高吸水樹脂的制備方法，特別指以馬鈴薯淀粉、丙烯酸、過硫酸鹽、N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺、氫氧化鈉為主要原料制備具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的方法。

背景技術(shù)

高吸水樹脂優(yōu)良的吸水性和保水性使其在許多領(lǐng)域內(nèi)都得到了應(yīng)用。一次性紙尿布等衛(wèi)生用品是高吸水樹脂最早開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域，目前仍是高吸水樹脂的最大消費市場。將高吸水樹脂加入到土壤中，可以改變土壤的團粒結(jié)構(gòu)，增大土壤的透水性、透氣性，并可將加入的水儲存起來，在干旱地區(qū)土壤的水分保持、沙漠防治方面具有誘人的前景，在該領(lǐng)域的應(yīng)用正處于快速增長階段。

高吸水樹脂的制備方法很多，合成原料豐富，生產(chǎn)工藝各異。雖然我國在高吸水樹脂的研究方面取得了一定的成果，但還存在許多問題，如樹脂的吸水倍數(shù)低、耐鹽性能差、吸水后的凝膠強度低、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品成本高等，在吸水理論、高吸水樹脂的性能和應(yīng)用方面的研究還不多，工業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的品種和數(shù)量還比較少，有許多工作需要人們深入去做。我們應(yīng)該充分發(fā)揮我國淀粉原料豐富的優(yōu)勢，生產(chǎn)出高品質(zhì)的適合我國國情的高吸水樹脂，為高吸水樹脂成為我國重要的農(nóng)用化學(xué)品和應(yīng)用于各個領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。

高吸水樹脂吸水能力極強，其吸水后溶漲為凝膠，當(dāng)受到外力擠壓時，水也不易流失，具有優(yōu)良的保水性能。作為一種功能高分子材料，高吸水樹脂誕生于20世紀(jì)60年代，在日本被譽為20世紀(jì)90年代新技術(shù)之一。淀粉是較好的合成高吸水樹脂的原料之一，目前，用淀粉合成的高吸水樹脂發(fā)展非常迅速，已成為高吸水樹脂的主要品種。

淀粉是一種可再生、來源廣泛的天然高分子化合物。淀粉與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等親水性烯類單體的接枝聚合物或共聚物是目前高吸水樹脂市場中的主要品種之一。并且由于淀粉價格低廉、生物降解性能好，在一次性使用的個人衛(wèi)生用品及農(nóng)林牧業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域相對其它合成系列有明顯的優(yōu)勢。

而且，雖然一些文獻報道過在合成高吸水樹脂過程中加入N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺做交聯(lián)劑，但是所合成出的高吸水樹脂的吸去離子水量較低，在500g/g左右，而本方法中，加入N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑后所制得的高吸水樹脂的吸去離子水量在1200-1500g/g，是相應(yīng)文獻中高吸水樹脂吸去離子水量2倍以上，所以本方法具有意料不到的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以馬鈴薯淀粉為原料制備具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的方法，這種制備方法以馬鈴薯淀粉、丙烯酸、過硫酸鹽、氫氧化鈉、N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺等為原料，經(jīng)合理配比，通過一定的工藝過程及生產(chǎn)工藝制得具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂。

本發(fā)明的技術(shù)問題是由如下方案解決的：一種以馬鈴薯淀粉為原料制備具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的方法，其特征是：在冰水浴冷卻下，用濃度為25％氫氧化鈉溶液與除去阻聚劑的丙烯酸進行中和反應(yīng)，其中馬鈴薯淀粉與丙烯酸、氫氧化鈉的質(zhì)量比是1∶4-6∶0.334-2.998，馬鈴薯淀粉與去離子水以1∶4-6的質(zhì)量比混合，在加熱下(60℃-70℃)進行糊化，將丙烯酸及其鈉鹽溶液和糊化后的馬鈴薯淀粉混合，加入馬鈴薯淀粉質(zhì)量1.0％-5.0％的過硫酸鹽做引發(fā)劑、0.005％-0.40％的N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺做交聯(lián)劑，在氮氣保護下攪拌0.5-1.0h，使混合物在攪拌下混合均勻，之后用水浴加熱逐漸升溫直至溫度達到70℃-85℃，使馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽進行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程在氮氣保護下進行，并使混合物在沸水浴加熱的條件下保溫反應(yīng)1-2h，在烘箱中烘干至恒重，粉碎，即得具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂。

上述技術(shù)方案所述，所制得的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的丙烯酸中和度是15％-90％，其中和度可以是15％，30％，45％，60％，75％，90％。中和度優(yōu)選30％-75％，最優(yōu)選40％-60％。

上述技術(shù)方案所述的過硫酸鹽，優(yōu)選過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉，最優(yōu)選過硫酸鉀。

上述技術(shù)方案所述，引發(fā)劑過硫酸鹽相對于馬鈴薯淀粉的用量是1.0％-5.0％(重量)，優(yōu)選1.4％-3.0％(重量)，最優(yōu)選1.6％-1.9％(重量)。

上述技術(shù)方案所述，交聯(lián)劑N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺相對于馬鈴薯淀粉的用量是0.005％-0.40％(重量)，優(yōu)選0.01％-0.24％(重量)，最優(yōu)選0.04％-0.1％(重量)。

上述技術(shù)方案所述，所制得的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂的最高吸去離子水量在1200-1500倍。