[發明專利]一種含氨基的淀粉和丙烯酸甲酯接枝共聚物

無效

• 申請號: 200910213623.6
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN101717472A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 尚小琴;羅楠
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/14;C08F8/30;C02F1/56;C02F103/16
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所 44244
• 代理人: 胡濟元

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及接枝共聚物。

背景技術

隨著電子工業快速發展，重金屬廢水及廢棄物的污染問題日趨嚴重，嚴重地污染著人類的生存環境，影響著人們的生活質量，同時也嚴重地制約著電子工業發展，因而如何解決電鍍污染問題，治理電鍍廢水，已成為環境保護領域的當務之急。目前已有多種方法用于除去重金屬離子，如：離子交換法、反滲透法、吸附法、生物處理法等，但由于多種原因，目前國內外重金屬廢水處理技術占主導地位的、應用最廣泛的仍是化學沉淀法。而化學沉淀法處理電鍍廢液效果不理想，達不到現有排放要求，并且存在處理效率低、沉渣量大、易造成二次污染等問題，因此如何開發新型高效化學處理藥劑，始終是人們研究的重點。

近年來開發的高分子重金屬螯合劑憑借其與金屬極強的鰲合能力，為電鍍廢水治理帶來了新的生機，高分子螯合劑是以高分子材料為母體，通過化學反應在其高分子基體上引入一些具有金屬螯合性能的基團，投入水中能立即與水中的重金屬離子發生選擇性螯合反應，生成不溶于水的金屬絡合物，再在絮凝劑的協同作用下，將廢水中的金屬離子沉淀去除。高分子螯合劑的水溶性使其具有反應快、用量小、選擇性強、脫出效率高等特點，備受使用者們青睞。但是，由于該類產品來源于合成高分子材料，價格昂貴，單位處理量成本過高，并且還存在殘留單體毒性問題，難以推廣應用。

胡春紅等人研制了一種無毒、廉價且可生物降解的含淀粉骨架的重金屬螯合劑，該螯合劑是在淀粉上接枝丙烯酸甲酯，再和乙二胺發生酰胺化反應得到，它具有多個氨基和酰基，能與重金屬離子形成螯合物并沉淀以達到凈化污水的目的(淀粉接枝丙烯酸甲酯與乙二胺合成高分子螯合劑.胡春紅等.應用化學，2007年6月，第24卷第6期716～719頁)。但該文公開的重金屬螯合劑螯合重金屬離子的能力還有待提高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是進一步提高含淀粉骨架結構的重金屬螯合劑處理金屬廢水的能力。

本發明解決上述問題的技術方案是：

一種含氨基的淀粉和丙烯酸甲酯接枝共聚物，該接枝共聚物的主鏈為淀粉，支鏈為聚丙烯酸甲酯，其特征在于：聚丙烯酸甲酯支鏈上的部分甲酰基被水合肼胺化為-CONHNH₂；接枝率為20％～82％，氮含量為1％～20％。

本發明所述接枝率是指支鏈在接枝共聚物中的質量百分比含量，氮含量是氮元素在接枝共聚物中的質量百分比含量。

本發明所述共聚物可按以下方法制備得到：

取淀粉，加入5～15倍水中攪拌成淀粉乳；通入氮氣，加入淀粉重量0.5～5％的引發劑和淀粉重量0.5～5倍的丙烯酸甲酯，升溫至25℃～65℃反應2～10h，用NaCO₃溶液中和至中性，得淀粉接枝丙烯酸甲酯共聚物；加入所得淀粉接枝丙烯酸甲酯共聚物質量3～50倍的水合肼，攪拌，95℃下冷凝回流6～36h，得到白色膠狀物，加入無水乙醇析出白色沉淀，用無水乙醇洗滌后于45～85℃下真空干燥即可。

制備本發明所述共聚物所用的淀粉可以是木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉等廉價原料。本發明所述共聚物可作為金屬捕集劑用于處理電鍍廢水。當本發明共聚物溶于電鍍廢水時，分子中的官能團與金屬離子迅速發生螯合作用，生成不溶性產物，同時其自身的網狀結構又可使沉淀快速絮凝下沉，達到除去廢水中金屬離子的目的，重金屬離子的去除率高達99％以上。

具體實施方式

制備例

以下例子的接枝率和氮含量均按下述方法測定：

氮含量的測定：采用凱氏定氮法，測定樣品中的氮含量，再按以下公式計算：

氮含量％＝[(V-V₀)N/W]×0.014×100

式中：V-消耗HCl的毫升數，mL；

V₀-空白實驗消耗的HCl的毫升數mL；

N-HCl的當量濃度

W-試樣重量，g

接枝率的測定方法：采用重量法測定接枝率(G，％)。將干燥后的粗產品用濾紙包好，置于250ml索氏抽提器中抽提去除均聚物，洗滌、抽濾真空干燥至恒重，得純接枝共聚物。

計算公式如下：