[發明專利]一種以馬鈴薯淀粉為原料制備含共價型氮元素高吸水樹脂的方法

無效

• 申請號: 200910170376.6
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN101638457A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 溫國華;郭淑霞;康杰;張小敏;目仁更
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于農業、林業、畜牧業、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、丙烯酸和丙烯酰胺為主要原料制備含有共價型氮元素高吸水樹脂的方法。

背景技術

高吸水樹脂優良的吸水性和保水性使其在許多領域內都得到了廣泛的應用。高吸水樹脂可以用于花卉、農作物的育苗、移植以及種子包衣，從而提高植物的成活率。將高吸水樹脂加入到土壤中，可以改變土壤的團粒結構，增大土壤的透水性、透氣性，并可將加入的水儲存起來，在干旱地區土壤的水分保持、沙漠防治方面具有誘人的前景。日本和法國已將高吸水樹脂用于中東和北非，實施沙漠變綠洲的計劃。我國也已將該類產品廣泛應用于生理衛生用品、農業、林業及荒漠化防治等領域。

高吸水樹脂的制備方法很多，合成原料品種很多，生產工藝各異。我國在高吸水樹脂的研究方面取得了一定的成果，但存在一些問題，如樹脂的吸水倍數低、耐鹽性能差、吸水后凝膠強度低、生產工藝復雜、產品成本高等，工業化生產廠家生產的品種和數量也比較少，有許多工作還需要人們深入去研究。我們應該充分發揮我國淀粉、纖維素天然資源豐富的優勢，生產出高品質的適合我國國情的高吸水樹脂。

高吸水樹脂吸水性極強，其吸水后溶脹為凝膠，當受到外力擠壓時，水也不易流失，具有優良的保水性能。高吸水樹脂作為一種新型的功能高分子材料，誕生于20世紀60年代，目前，以淀粉為原料合成的高吸水樹脂發展非常迅速。

淀粉是較好的合成高吸水樹脂的原料之一，它是一種可再生、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共聚物是目前高吸水樹脂市場中的主要品種之一。由于淀粉價格低廉、生物降解性能好，在市場上相對其它合成系列有明顯的優勢，并且用馬鈴薯淀粉制備的高吸水樹脂具有吸水倍數高、吸水速度快等優點，所以以馬鈴薯淀粉為原料合成的高吸水樹脂具有更廣闊的應用前景。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以馬鈴薯淀粉為原料制備含共價型氮元素高吸水樹脂的方法，這種制備方法以馬鈴薯淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、過硫酸鹽、氫氧化鈉等為原料，經合理配比，通過一定的工藝過程及生產工藝制得含共價型氮元素高吸水樹脂。

本發明的技術問題是由如下方案解決的：一種以馬鈴薯淀粉為原料制備含共價型氮元素高吸水樹脂的方法，其特征是：在冰水浴冷卻下，用濃度為25％的氫氧化鈉溶液與除去阻聚劑的丙烯酸進行中和反應，同時配制丙烯酰胺溶液，其中馬鈴薯淀粉與丙烯酸、丙烯酰胺、氫氧化鈉的質量比為：1∶3-5.25∶0.75-3∶0.168-2.624，馬鈴薯淀粉與去離子水以1∶4-6的質量比在攪拌下混合0.5-1h，加熱條件下(60℃-70℃)進行糊化，將丙烯酸及其鈉鹽溶液、丙烯酰胺溶液與糊化后的馬鈴薯淀粉混合，并加入馬鈴薯淀粉質量的1.0％-5.0％的過硫酸鹽做引發劑，在氮氣保護下攪拌0.5-1.0h，使反應物混合均勻，然后用水浴加熱逐漸升溫直至溫度達到60℃-80℃，使馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽、丙烯酰胺在此溫度范圍內進行接枝共聚反應，反應過程在氮氣保護下進行，并使產物在沸水浴條件下保溫1-2h，然后將產物在烘箱中烘干至恒重，粉碎，即得含共價型氮元素高吸水樹脂。

上述技術方案所述，所制得的含共價型氮元素高吸水樹脂的丙烯酸中和度是10％-90％，其中和度可以是10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％。中和度優選10％-50％，最優選20％-40％。

上述技術方案所述的過硫酸鹽，優選過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉，最優選過硫酸鉀。

上述技術方案所述，引發劑過硫酸鹽相對于馬鈴薯淀粉的用量是1.0％-5.0％(重量)，優選1.4％-2.0％(重量)，最優選1.60％-1.80％(重量)。

上述技術方案所述，所制得的含共價型氮元素高吸水樹脂的最高吸去離子水量在800-1000倍。