[發明專利]一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110999908.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113683730A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 鐘柳;唐巧林;黃小川;戴麗雯;覃嘉敏;郭蕓蕓;楊玲;黃睿;張婷婷;劉治國
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58;C08F222/38
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發明屬于高分子材料和農業生物技術領域，具體涉及一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料及其制備方法。本發明提供一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料，所述復合材料是在制備玉米秸稈纖維素基吸水樹脂的過程中引入改性物質制得；所述改性物質為蒙脫土、膨潤土或粘土中的至少一種；所述改性物質的質量不超過玉米秸稈纖維素基吸水樹脂質量的1.0％。本發明所得復合材料具有良好的吸水和保水功能，在這種吸水樹脂復合材料輔助下，不需要對小白菜種子進行浸種處理能提高小白菜發芽率和縮短發芽時間；相同環境中在高吸水樹脂輔助下小白菜發芽率提高了20％以上，小白菜發芽時間縮短了4天。

技術領域

本發明屬于高分子材料和農業生物技術領域，具體涉及一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料及其制備方法，所得復合材料能夠提高小白菜發芽率和縮短小白菜的發芽時間。

背景技術

我國是人口大國，但是可耕種土地資源有限，因此農業的健康發展對我國經濟社會可持續發展至關重要。高吸水樹脂(Super-absorbent polymer,SAP)作為一種具有三維網狀孔徑結構的高分子材料，具有高吸水和保水的性能，廣泛應用于農林園藝、醫藥衛生、石油化工、建筑材料以及智能制造等領域，其中在農林園藝中主要用于肥料緩釋、藥物緩釋、吸水保水、育種育苗等方面。但是，目前高吸水樹脂主鏈架構多由石油資源為原料，可降解性較弱，從可持續發展角度看也是不可再生資源，因此，開發天然纖維素基高吸水樹脂引起了廣泛關注。

天然纖維素基高吸水樹脂的制備方法通常選擇含有磺酸基、羧基、羥基、氰基以及酰胺等親水基團的可聚合單體對天然纖維素進行接枝改性。已有大量文獻報道以各種天然多糖類，包括纖維素接枝改性制備高吸水樹脂，主要功能是吸水和保水。涉及亞麻、甘蔗渣維素、茶渣、小麥秸稈、水稻秸稈、香蕉樹皮、花生殼、棕櫚等植物樹木類纖維素或羧甲基纖維素，它們大多以丙烯酸、丙烯酰胺、聚乙烯醇、丙烯基磺酸衍生物等親水單體進行接枝改性制備高吸水樹脂，具有干燥、吸水、保水、緩釋、防火等功能，應用前景較大，具有重要的科學意義和可持續發展的戰略意義。

提高小白菜種子發芽率的處理方法一般選擇具有促進種子發芽的化學物質對種子進行浸種處理，包括采用植物酵素、羧甲基殼聚糖、檸檬酸、蘋果酸、赤霉素、桉樹皮、四環素、土霉素、金霉素、強力霉素、氯霉素和磺胺二甲嘧啶等。

現有技術中尚未有將天然纖維素基高吸水樹脂和蒙脫土、黏土、膨潤土等復合用來制備能夠用于提高小白菜發芽率和縮短小白菜的發芽時間的復合材料的相關報道。

發明內容

本發明提供一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料，采用其可以提高小白菜發芽率和縮短小白菜發芽時間。

本發明的技術方案：

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種玉米秸稈纖維素基吸水樹脂復合材料，所述復合材料是在制備玉米秸稈纖維素基吸水樹脂的過程中引入改性物質制得；所述改性物質為蒙脫土、膨潤土或粘土中的至少一種；所述改性物質的質量不超過玉米秸稈纖維素基吸水樹脂(MSAP)質量的1.0％。

進一步，所述玉米秸稈纖維素基吸水樹脂的制備方法為：羧甲基化的玉米秸稈纖維素(MS-CMC)和改性劑在引發劑和交聯劑的作用下進行接枝改性，制得玉米秸稈纖維素基吸水樹脂；其中，所述改性劑為丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三種親水單體的混合物；羧甲基化的玉米秸稈纖維素與丙烯酸、丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的比例為：羧甲基化的玉米秸稈纖維素100重量份，丙烯酸700重量份，丙烯酰胺10～120重量份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10～120重量份；優選為：羧甲基化的玉米秸稈纖維素100重量份，丙烯酸700重量份，丙烯酰胺25～100重量份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸50～100重量份。

進一步，所述引發劑為過硫酸鉀。

進一步，所述引發劑的用量為羧甲基化的玉米秸稈纖維素質量的5.0％～7.0％，優選地6.0％～6.5％。