[發明專利]低單體殘留龍須菜超強吸水劑及其微波輻射制備方法

有效

• 申請號: 201010300102.7
• 申請日: 2010-01-07
• 公開（公告）號: CN101735394A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 劉明華;許平凡;黃統琳
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F2/46
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種超強吸水劑及其制備方法，尤其涉及一種以微波輻射輔助引發合成的低單體殘留龍須菜超強吸水劑及其制備方法，屬于有機高分子化合物技術領域。

背景技術

超強吸水劑(Superabsorbent?Polymers，簡稱SAP)，是一種含強親水性基團、經適度交聯而具有三維網絡結構的新型功能高分子材料。由于超強吸水劑具有自身數百倍乃至數千倍的吸水能力和加壓不脫水的高保水能力，因此它在農林、園藝、醫療、生理衛生、精細化工等領域得到廣泛的應用并且在這些領域發揮著重大作用。

超強吸水劑的種類繁多，按其原料來源可分為天然高分子改性超強吸水劑和合成聚合物超強吸水劑，前者以淀粉、纖維素等天然高分子為原料，將有機單體與天然高分子材料進行接枝共聚從而得到吸水材料，主要有淀粉和纖維素及兩者的衍生物的接枝共聚物，該類吸水劑的特點是生產成本較低、吸水性能高、產品具有較好的生物降解性。合成聚合物吸水劑主要以丙烯酸類、丙烯腈類、丙烯酰胺類、聚乙烯醇為原料，通過單體聚合和聚合鏈的交聯得到吸水材料。合成類吸水劑生產成本較高、吸水率偏低、缺乏生物降解性。天然高分子化合物由于儲量豐富、種類繁多，同時具有可再生、可生物降解等特點，因此逐漸成為吸水材料的主要原料和研究熱點，本發明所采用的龍須菜為天然高分子聚合物。

龍須菜是一種經濟型海藻，廣泛分布于世界亞寒帶至熱帶地區沿海的潮間帶和淺海區域，在我國的遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南沿海都有分布，近幾年在福建、廣東進行了大量的養殖。龍須菜的主要成分有瓊膠多糖、藻蛋白和膳食纖維，由于其瓊膠含量高，質量好，因此成為瓊膠的主要生產原料。近年來，國內瓊膠市場需求量波動較大，福建、廣東等省養殖的龍須菜經常滯銷，給水產養殖帶來巨大的經濟損失。

傳統制備高吸水材料的方法是采用常規加熱，中國專利CN1891729A公布了一種海藻型吸水保水材料及其制備方法，該技術以江蘺屬海藻龍須菜為原料，將龍須菜接枝共聚丙烯酸類單體或丙烯酰胺類單體，利用常規加熱方法生產吸水材料。此法耗時長，合成的吸水劑黏度很大，不易從反應器中取出，需耗費大量的甲醇，同時產物干燥需消耗大量能量。此外該專利所涉及的吸水材料吸水率相對較低，單體殘留率較高。

發明內容

本發明目的是提供一種低單體殘留龍須菜超強吸水劑及其微波輻射制備方法，在于克服常規加熱合成吸水劑時反應時間長等不足，解決生產吸水劑反應時間長、能耗大、生產成本高、產物單體殘留率較高，反應效率低等問題。本發明利用龍須菜合成一種超強吸水劑，所制備的吸水劑具有成本低、原料來源廣泛、可生物降解等優點，是一種性價比較高的吸水劑。本發明采用微波輻射輔助引發聚合，具有聚合反應速度快，反應時間短等特點，同時還能進行同步干燥，簡化了操作流程，極大提高了能源利用效率，降低吸水劑的生產成本，所制備的產物單體殘留率較低，不需用有機溶劑浸泡，進一步節約了生產成本。

本發明的所述龍須菜吸水劑以龍須菜為基體，采用微波輻射制備的片狀吸水劑，吸水倍率為483～1281g/g，單體殘留率范圍為0.31％～1.06％，產物在10～30min即可達到飽和吸水量。

本發明的低單體殘留龍須菜吸水劑的微波輻射制備方法：

(1)龍須菜的微波預處理：龍須菜粉碎成粉末，將龍須菜粉末與水混合，攪拌均勻，在微波輻射功率200～600W下糊化2～10min，冷卻至室溫；

(2)中和丙烯酸：將氫氧化鈉溶于水中，再將丙烯酸緩慢倒入氫氧化鈉溶液中，反應在攪拌和冰水浴中進行；

(3)分別將交聯劑和引發劑溶于水中，依次將步驟(1)微波預處理過的龍須菜粉末，步驟(2)中和過的丙烯酸溶液，丙烯酰胺，交聯劑水溶液和引發劑水溶液倒入反應器中，攪拌均勻，放入微波設備中在300～800W的功率下微波輻射3～15min；

(4)將生成的白色蓬松狀產物壓碎，即得片狀的龍須菜吸水劑。

本發明具有以下優點和積極效果：

1.本發明主要利用天然海藻龍須菜為原料，原料來源廣泛、價格低廉，所研制出的產品具有成本低，可生物降解等優點。

2.本發明采用微波輻射輔助引發技術，大大縮短反應時間，提高生產效率，簡化生產工藝，降低生產成本，適合進行大規模生產。

3.本發明產品具有較高的吸水能力和保水能力，同時產品具有較低的單體殘留率。

附圖說明

圖1龍須菜吸水劑合成工藝流程圖。

具體實施方式

本發明采用的龍須菜屬于紅藻門、杉藻目、江蘺科、江蘺屬海藻，英文名稱：Gracilaria?lemaneiformis。