[發(fā)明專利]一種秸稈復(fù)合高吸水樹脂的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210388097.9
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102838714A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬濤;熊磊;羅雷
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: C08F290/00
• 分類號: C08F290/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F4/40
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種秸稈復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，本發(fā)明制備的秸稈復(fù)合高吸水樹脂的制備方法適用于農(nóng)、林等行業(yè)的農(nóng)林園藝保水﹑土壤改良、植樹造林﹑荒山改造和沙漠綠化等。

背景技術(shù)

高吸水性樹脂是一種含有羧基、羥基等親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的聚合物，它不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，具有吸水率高、保水性強(qiáng)、吸水速度快、凝膠強(qiáng)度大等特點(diǎn)，因而在日常用品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，可以說“凡是與水有關(guān)的領(lǐng)域，都有它的用武之地”。

在醫(yī)療衛(wèi)生用品領(lǐng)域，利用高吸水性樹脂作吸收材料，如衛(wèi)生巾﹑嬰兒尿布﹑醫(yī)用藥棉等，其用量占所有高吸水性樹脂年產(chǎn)量的95％以上。在建筑領(lǐng)域，通過對橡膠﹑高吸水性樹脂和助劑等混合得到的止水材料可用于建筑工程中的防滲漏水和水下管道的隔水層制作。在農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域，不管是水還是溶于水的東西，諸如肥料、農(nóng)藥、生根劑，甚至冷熱量都能在高吸水性樹脂分子網(wǎng)格貯存而緩釋，因此可以大大提高雨水和灌溉水的利用率，減少肥料和農(nóng)藥流失，減輕環(huán)境污染。高吸水性樹脂有活化磷的功能和緩釋生根劑，更可促根，故使用保水劑后，根系尤為發(fā)達(dá)，特別是須根。高吸水性樹脂可吸存大量水，減少了土壤環(huán)境溫度的變化，還具一定的保溫作用，即夏日降溫，冬季保溫。高吸水性樹脂反復(fù)的收縮與吸脹給土壤造成大量的孔隙，提高了土壤的透氣性、透水性，改善了根際環(huán)境，同時也增強(qiáng)了根際微生物的活動，加快了根際周圍有機(jī)礦物質(zhì)的分解，有利于根系吸收，促進(jìn)了根系和植物的生長發(fā)育，改良了土壤基質(zhì)，防止土壤板結(jié)。向土壤中加入0.1wt％的高吸水性樹脂，可以使土壤在較長時間內(nèi)有足夠的水分提供植物所需，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。在植樹造林﹑荒山改造﹑沙漠綠化中，可利用高吸水性樹脂來保持土壤水分提高植物發(fā)芽率和成活率。另外高吸水性樹脂在人工雪制造﹑香水緩釋﹑食品添加﹑蔬菜保鮮等也有越來越多的應(yīng)用。

農(nóng)作物秸稈中含有大量的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅、硫和其他微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥源之一，秸稈復(fù)合高吸水樹脂可以有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，并且使土壤的容重減少、透水性、透氣性、蓄水保水能力增加，并可使土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，保持疏松狀態(tài)，有效緩解因過量施用化肥而導(dǎo)致的土壤板結(jié)問題，同時可改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)微生物的代謝活動，利于養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，因此秸稈復(fù)合高吸水樹脂逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。Xie等將小麥秸稈進(jìn)行堿預(yù)處理，然后與丙烯酸和凹凸棒石接枝共聚合成了含氮和硼的高吸水性樹脂，并研究了氮和硼的釋放特性。馮志鑫等用葵花秸稈髓與丙烯酸和丙烯酰胺接枝共聚得到的高吸水樹脂吸蒸餾水的倍率為293倍，吸自來水的倍率為154倍，吸生理鹽水的倍率為31倍，譚鳳芝等將玉米秸稈預(yù)處理后與丙烯酸接枝共聚制備高吸水性樹脂，吸水率最高達(dá)到291g/g，吸鹽水率達(dá)到49?g/g。王丹等利用麥秸稈、丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為原料，通過接枝共聚合成兩性高吸水性樹脂，吸蒸餾水達(dá)853g/g、吸生理鹽水為118g/g。郭焱等將小麥秸稈進(jìn)行堿蒸煮預(yù)處理，與丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成農(nóng)用高吸水性樹脂，吸收去離子水達(dá)412g/g，吸收w?(復(fù)混肥)=0.1%的水溶液達(dá)到126g/g。劉維等用麥秸稈和玉米稈與丙烯酸接枝共聚制備高吸水性樹脂，其中麥秸稈制備的吸水性樹脂的吸水倍率接近200，而玉米稈制備的吸水性樹脂的吸水倍率接近150。付忠實(shí)等將玉米秸稈與丙烯酸及其鈉鹽進(jìn)行接枝共聚，初步摸索出了聚合反應(yīng)的最佳條件，制得了性能較好、價(jià)格低廉的產(chǎn)品。萬濤等將玉米秸稈預(yù)處理后與丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉進(jìn)行水溶液接枝共聚制備玉米秸稈復(fù)合高吸水性樹脂，研究了玉米秸稈含量對高吸水性樹脂吸水率、吸水速率、保水率和凝膠強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)秸稈含量為10%?時，秸稈復(fù)合高吸水樹脂吸水10?min?吸水率達(dá)到平衡吸水率的58%，吸水50?min秸稈復(fù)合高吸水樹脂吸水達(dá)到平衡，平衡吸水率近350?g?/g。

目前報(bào)道的秸稈復(fù)合高吸水樹脂制備方法，對秸稈預(yù)處理主要采用糊化或堿處理，采用馬來酸酐接枝改性秸稈，然后將馬來酸酐改性秸稈與丙烯酸和丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚制備秸稈復(fù)合高吸水樹脂的研究國內(nèi)外還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種秸稈復(fù)合高吸水樹脂的制備方法。采用馬來酸酐接枝改性秸稈，利用酸酐基團(tuán)和秸稈分子鏈羥基的化學(xué)反應(yīng)，在秸稈分子鏈上引入雙鍵，進(jìn)一步提高改性秸稈與丙烯酰胺和丙烯酸單體的接枝率，提高改性秸稈在高吸水樹脂基體的分散程度。

根據(jù)本發(fā)明的目的，提出了一種秸稈復(fù)合高吸水樹脂的方法，其特征有如下工藝步驟：