[發(fā)明專利]淀粉/丙烯酸復合高吸水樹脂的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210480043.5
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103073684A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 高凡
• 申請（專利權）人: 高凡
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F2/44;C08K3/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

????本發(fā)明涉及一種高吸水樹脂的制備方法，特別涉及一種淀粉和丙烯酸復合制得的高吸水樹脂的制備方法。

背景技術

　　高吸水樹脂（Super??absorbent??polymer，SAP）是一種新型功能高分子材料。因具有高吸水性能、高保水性能、反復使用、安全性等一系列特點，近30年來，在農業(yè)、園藝、改造沙漠、醫(yī)藥、工業(yè)、建筑材料等方面都得到了廣泛的應用。近十年來，高吸水樹脂的研究、生產、應用發(fā)展都取得了許多新成就，應用領域也不斷擴大。高吸水樹脂種類日益繁多，從原料的來源、結構性能特點、生產工藝等不同角度有多種分類方法。就目前國內外高吸水樹脂的發(fā)展而言，以原料來源分類是比較完善的一種，SAP主要分為以下4類：（1）淀粉系，（2）纖維素系，（3）合成樹脂系，（4）有機-無機復合高吸水系。

????高吸水樹脂研究起源于淀粉，自出現(xiàn)以來發(fā)展迅速。淀粉是一種來源豐富、價廉的多羥基天然化合物，但由于它耐熱性能差、易腐爛變質、水溶性差、難以長期保存等缺點使其在開發(fā)應用上受到了很大的限制，故一般必須對其進行物理、化學方面等改性。其中接枝共聚是主要方法之一，常用來接枝的有丙烯基、丙烯酸、各種丙烯酸酯等單體。楊慶榮、黃庭剛通過正交實驗，在玉米淀粉上接枝丙烯腈并討論了配比及反應條件的影響，得到了吸收倍率為800g/g的樹脂。Ray?等利用淀粉接枝丙烯腈交聯(lián)環(huán)氧氯丙烷，制備了不溶于水的交聯(lián)產物，其不僅可作吸水劑，而且可以吸附重金屬離子，拓寬了其在污水處理方面的應用。淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂由于不需要皂化水解，大大簡化了工藝流程，且毒性比丙烯腈低，洗滌簡便，消耗溶劑少，吸水性能優(yōu)良，因此其研究和生產發(fā)展迅速，成為了淀粉類高吸水樹脂的主要產品。烏蘭、柳明珠采用水溶液聚合法在玉米淀粉上接枝丙烯酸，所制得的高吸水樹脂在室溫下30min能夠吸去離子水和自來水分別為1000g/g和200g/g的樹脂。但從生產工藝上來說，用化學法接（枝共聚工藝仍很復雜，而且生產時產生的三廢較多，對環(huán)境不利。國內潘松漢等研究的一種以羧甲基淀粉為原料，可以省略糊化和堿水解工藝的接枝方法，得到的高吸水樹脂，吸水倍數高，性能穩(wěn)定，且無廢水，是淀粉類高吸水樹脂的重要發(fā)展方向。劉秀清等則采用輻射接枝聚合，具有不需添加引發(fā)劑、操作簡單、接枝率高、聚合程度高、無污染排出、成本低等優(yōu)點，所制備的淀粉系樹脂能吸去蒸餾水和自來水分別為766g/g及278g/g。項愛民等采用微波引發(fā)聚合法，合成樹脂吸水率達558g/g。隨著SAP應用研究的不斷深入以及對其性能要求不斷提高，功能化成為淀粉系的研究方向，其中采用在淀粉上接枝共聚多個單體成為研究的一個主要方面。

發(fā)明內容

????本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種對環(huán)境良好、生產工藝簡單、耐鹽性能優(yōu)良的高吸水樹脂的制備方法。

????為了實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種淀粉/丙烯酸復合高吸水樹脂的制備方法，包括以下步驟：

（1）????按以下質量配比準備原料：丙烯酸100份；可溶性淀粉20～25份；海藻酸鈉10～15份；丙烯酰胺30～40份；引發(fā)劑0.1～0.5份；高嶺土5～10份；堿溶液10～15份；

（2）????將丙烯酸、可溶性淀粉、堿溶液和海藻酸鈉在室溫下攪拌均勻，反應30min得聚合溶液；

（3）????將聚合溶液加入丙烯酰胺、引發(fā)劑、高嶺土，攪拌均勻后放入150℃烘箱反應5h，得到的塊狀產物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。

????所述可溶性淀粉采用玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉或馬鈴薯淀粉。

????所述引發(fā)劑為過硫酸鉀。

????所述堿溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鎂溶液。

????淀粉可采用玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉或馬鈴薯淀粉，來源廣泛，價格較低。

????海藻作為產量大、價值低、再生能力強的海洋資源，若應用于吸水樹脂中，可望為材料領域增加一種新的天然功能性海洋生物可降解物質。海藻酸鈉與丙烯酸的混合物在過硫酸鉀的引發(fā)下，丙烯酸分子中帶羥基的碳原子上的H?被奪走而產生自由基。再引發(fā)丙烯酸鈉和高嶺土生成海藻酸鈉-丙烯酸鈉/高嶺土自由基，從而與丙烯酸鈉進行鏈增長聚合，最后鏈終止，同時丙烯酸鈉也會產生自由基，進行丙烯酸鈉的均聚反應。

????把淀粉加入海藻酸鈉與丙烯酸的聚合體系，以淀粉作為海藻酸鈉與丙烯酸的交聯(lián)劑，制得的高吸水樹脂耐鹽性能優(yōu)良，吸水性能高。

本發(fā)明的主要優(yōu)點和有益效果是：