[發(fā)明專利]一種木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的制備方法

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• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113480693A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 秦祖贈;馬力;謝新玲;蘇通明;羅軒
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F251/00;C08F261/04;C08F220/06;C08F220/56;C08F2/32;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/34
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

本發(fā)明公開了一種木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的制備方法。本發(fā)明以木薯渣和聚乙烯醇為原材料，改性膨潤土為添加劑，丙烯酸和丙烯酰胺為接枝單體，四甲基乙二胺為交聯(lián)劑，過硫酸鉀為引發(fā)劑，利用反相乳液法制備木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球材料；該吸水微球最大吸收去離子水倍率達320 g/g，并且在10 s內吸水可達80 g/g，50 s內吸水達到飽和；吸鹽倍率達到65 g/g，并且在1 min內達到吸水飽和，此外其吸收人工尿液達28 g/g，吸收人工血液達42 g/g。此法操作簡單、工藝可控，原材料低廉易降解，制得的微球吸液速率快、耐鹽性好，在兒童和成人衛(wèi)生用品，以及農業(yè)保水材料方面等領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及高吸水樹脂制備技術領域，尤其涉及到一種利用廢棄物木薯渣為和聚乙烯醇原材料，采用反相乳液聚合的方法制備出木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的方法。

背景技術

超吸水樹脂(SAP)是交聯(lián)的親水聚合物的三維網絡結構，能夠在不丟失其結構的情況下吸收大量的水，它們的高吸水性能使其成為許多領域的理想應用，如制藥(藥物輸送系統(tǒng))、農業(yè)(水、肥料和殺蟲劑的控制釋放)、水處理和醫(yī)療保健(J.Polym.Res,2014,21(2):344–358)。但是目前商業(yè)應用的SAP原材料主要是來自于石油，并且大多數SAP應用都是一次性的，降解性差，因此，人們一直有興趣開發(fā)生物聚合物為基礎的SAPS，這是可生物降解的，具有重要的環(huán)保意義和經濟價值，因此很可能成為未來吸水材料發(fā)展的方向(Starch-Starke,2018,70(1-2):23)。

薯渣是提取淀粉后的廢棄物，按現在的生產水平測定,我國每年可產約9.25萬噸木薯渣(干物質計)。目前國內外對木薯渣的研究多在利用其生產單細胞蛋白和酒精等方面,利用量甚少,大量的木薯渣被廢棄，造成極大浪費，且污染環(huán)境。木薯渣中大量的纖維素和淀粉可以作為骨架材料與其他官能團接枝，從而制備出低價格和高溶脹性使其在高吸水性復合材料。

雖然現有技術對吸水樹脂的吸水率和耐鹽性有著一定的發(fā)展，但是對于樹脂吸水速率的提升沒有很大的進展。利用聚乙烯醇與木薯渣中的纖維素和淀粉形成半穿網絡，使得吸水樹脂具有更多孔隙與更多的網絡結構，使得水分子更容易進入吸水樹脂內部，從而具有更快的吸水速度，在短時間內能夠吸收大量的水，并且由于其本身具有的半穿網絡結構，內部具有大量的空隙，這使得它在吸收血液以及尿液方面有著較好的效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決吸水材料在吸收血液以及尿液速度慢的問題，使其能夠滿足在個人衛(wèi)生用品上的使用。通過廣西豐富的木薯渣和聚乙烯醇為原材料，提供一種反相乳液聚合法制備木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的制備工藝與方法，操作簡單、穩(wěn)定性好、反應易控制，生產成本低廉，設備簡單，該方法得到吸水樹脂產品吸水和吸鹽水速率快并且在吸收血液和尿液方面也具有很好的效果。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的制備方法，包括如下步驟：

以預處理后的木薯渣為基材，聚乙烯醇為第二交聯(lián)網絡，過硫酸鉀為引發(fā)劑，四甲基乙二胺為交聯(lián)劑，丙烯酸和丙烯酰胺為接枝單體，采用反相乳液聚合法制備木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球。

上市木薯渣/聚乙烯醇半穿網絡高吸水微球的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)木薯渣預處理：木薯渣機械粉碎后過篩，稱取過篩木薯渣100份和氫氧化鈉80份放入燒杯中，再量取去2000份離子水加入燒杯中，80℃恒溫水浴攪拌反應2h，反應完成后取出反應液離心洗滌至中性；把上述木薯渣和25份氫氧化鈉、20份碳酸氫鈉共同倒入大燒杯中，加入去離子水1000份，再加75份冰醋酸；在80℃下機械攪拌反應，取出離心洗漆至中性干燥后粉碎，得到處理后的木薯渣；