[發(fā)明專利]一種生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910342592.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN110078940A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉廷國(guó);任靜宇;王強(qiáng)英;王成成;楊明陽(yáng);文亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 池州學(xué)院
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08J9/28;C08F251/00;C08F220/06;C08F222/38;C08L51/02;C08K3/32
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 陳國(guó)俊

本發(fā)明公開了一種生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂的制備方法，屬于有機(jī)?無(wú)機(jī)復(fù)合水凝膠技術(shù)領(lǐng)域。以蝦、蟹、貝殼、魚骨等漁業(yè)加工廢棄物進(jìn)行簡(jiǎn)單清洗、干燥、粉碎處理獲得生物礦化鈣粉，利用從農(nóng)林漁牧產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物中提取的生物高分子為大分子主鏈，通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)，在一定溫度下與親水性單體丙烯酸進(jìn)行共聚制備生物高分子基高吸水性樹脂，在制備過(guò)程中與處理過(guò)的生物鈣粉復(fù)合，利用生物鈣與丙烯酸的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生多孔性結(jié)構(gòu)，通過(guò)無(wú)水低碳醇對(duì)預(yù)溶脹、凍結(jié)的復(fù)合水凝膠直接脫水，獲得物理改性的多孔性生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂；本發(fā)明可以充分利用甲殼類資源及生物質(zhì)資源，有利于節(jié)約能源，且制備的樹脂具有良好的吸水性能、保水性能和熱穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合水凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

水凝膠由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，在許多行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用前景，開發(fā)多功能水凝膠是當(dāng)前材料學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。高分子聚合物類水凝膠含有大量水分并具有一定的機(jī)械性能，與生物組織的結(jié)構(gòu)和性能比較相似，在組織工程、藥物輸送、創(chuàng)傷敷料、疾病診斷與治療等生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。但是，傳統(tǒng)水凝膠的功能單一、性能難調(diào)控、力學(xué)強(qiáng)度較弱、生物相容性和可降解性較差，限制了水凝膠的廣泛應(yīng)用。

開發(fā)多功能、高性能、智能型的新型水凝膠材料，研究材料的構(gòu)-效關(guān)系、形成機(jī)制等仍具有重要的科學(xué)意義，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，能源利用帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾日益突出。而我國(guó)化石能源十分短缺，石油資源日益匱乏已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要“瓶頸”之一。化石能源，特別是石油資源的日益短缺，促使人們不斷開發(fā)新的可再生能源來(lái)替代目前的化石能源。

利用可再生的生物質(zhì)資源開發(fā)生產(chǎn)高分子新材料，是能源替代的重要途徑之一。國(guó)內(nèi)外已有許多利用生物高分子與無(wú)機(jī)礦物凹凸棒黏土、硅藻土、膨潤(rùn)土、水滑石等進(jìn)行復(fù)合制備有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合高性能水凝膠的技術(shù)報(bào)道，但利用蝦、蟹、貝殼粉直接與高分子復(fù)合制備水凝膠的技術(shù)尚未見報(bào)道。我國(guó)有著非常豐富的生物質(zhì)資源，但目前開發(fā)利用率較低；同時(shí)，我國(guó)也是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，每年產(chǎn)生的不可食用甲殼類廢棄物超過(guò)千萬(wàn)噸，同樣除了少量蝦、蟹殼被開發(fā)利用外，大部分被廢棄，造成資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺陷與不足的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂的制備方法，以甲殼類資源制備的生物鈣粉為原料，直接與生物高分子接枝聚丙烯酸水凝膠進(jìn)行復(fù)合，制備有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合多孔性樹脂，具有良好的吸水性能、保水性能和熱穩(wěn)定性，且環(huán)保、節(jié)約能源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂的制備方法，包括如下步驟：

a.取0.5～3質(zhì)量份的生物高分子分散于適量純水中攪拌，再將0.4～6質(zhì)量份生物鈣粉與2～12質(zhì)量份的NaOH混合后加入適量純水調(diào)成糊狀，經(jīng)保溫處理后加入上述生物高分子溶液或直接加入上述生物高分子溶液，攪拌使生物鈣粉和生物高分子分散完全均勻；

b.在步驟a的溶液依次加入0.02～0.25質(zhì)量份的引發(fā)劑、0.005～0.05質(zhì)量份的交聯(lián)劑、6～20質(zhì)量份的丙烯酸，并補(bǔ)充一定質(zhì)量純水，使整個(gè)反應(yīng)體系中純水用量為70～90質(zhì)量份，攪拌均勻后將其密封在55～80℃水浴中靜置反應(yīng)1～10h，得到白色或半透明多孔水凝膠；

c.將步驟b中得到的水凝膠直接干燥后粉碎，得到生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂；

d.將步驟b中得到的水凝膠放入一定體積濃度的低碳醇溶液中浸泡，達(dá)到溶脹平衡后進(jìn)行冷凍處理，將完全凍結(jié)的水凝膠浸入無(wú)水低碳醇中脫水，脫水后進(jìn)行干燥、粉碎，得到物理改性生物鈣復(fù)合高吸水性樹脂。

進(jìn)一步的，所述生物高分子為從農(nóng)林漁牧業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)物中提取的淀粉、纖維素、殼聚糖、明膠、海藻酸中的任意一種。