專利名稱：淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)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(fù)合制得的高吸水樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
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(fù)使用、安全性等一系列特點，近30年來，在農(nóng)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(yīng)用。近十年來，高吸水樹脂的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用發(fā)展都取得了許多新成就，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。高吸水樹脂種類日益繁多，從原料的來源、結(jié)構(gòu)性能特點、生產(chǎn)工藝等不同角度有多種分類方法。就目前國內(nèi)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:(I)淀粉系，纖維素系，(3)合成樹脂系，(4)有機-無機復(fù)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(zhì)、水溶性差、難以長期保存等缺點使其在開發(fā)應(yīng)用上受到了很大的限制，故一般必須對其進行物理、化學(xué)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(chǎn)發(fā)展迅速，成為了淀粉類高吸水樹脂的主要產(chǎn)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(chǎn)工藝上來說，用化學(xué)法接(枝共聚工藝仍很復(fù)雜，而且生產(chǎn)時產(chǎn)生的三廢較多，對環(huán)境不利。國內(nèi)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(shù)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(yīng)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(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種對環(huán)境良好、生產(chǎn)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(shù)方案:一種淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，包括以下步驟:
(1)按以下質(zhì)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(yīng)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°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)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。所述弓I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(chǎn)量大、價值低、再生能力強的海洋資源，若應(yīng)用于吸水樹脂中，可望為材料領(lǐng)域增加一種新的天然功能性海洋生物可降解物質(zhì)。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(chǎn)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(chǎn)生自由基，進行丙烯酸鈉的均聚反應(yīng)。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)齊U，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:
(1)由于天然淀粉價格低廉，來源廣泛，制備的可降解塑料膜具有較高的經(jīng)濟價值和社會價值；
(2)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)齊Li，制得的聞吸水樹脂耐鹽性能優(yōu)良，吸水性能聞；
(3)可降解塑料膜制備方法簡單，易于操作。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例一:
按以下質(zhì)量配比準備原料:丙烯酸100份；可溶性淀粉20份；海藻酸鈉15份；丙烯酰胺30份；過硫酸鉀0.1份；高嶺土 5份；氫氧化鉀溶液10份；
將丙烯酸、可溶性淀粉、氫氧化鉀溶液和海藻酸鈉在室溫下攪拌均勻，反應(yīng)30min得聚合溶液；
將聚合溶液加入丙烯酰胺、過硫酸鉀、高嶺土，攪拌均勻后放入150°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。實施例二:
按以下質(zhì)量配比準備原料:丙烯酸100份；可溶性淀粉25份；海藻酸鈉10份；丙烯酰胺40份；過硫酸鉀0.2份； 高嶺土 6份；氫氧化鎂溶液12份；
將丙烯酸、可溶性淀粉、氫氧化鎂溶液和海藻酸鈉在室溫下攪拌均勻，反應(yīng)30min得聚合溶液；
將聚合溶液加入丙烯酰胺、過硫酸鉀、高嶺土，攪拌均勻后放入150°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。實施例三:
按以下質(zhì)量配比準備原料:丙烯酸100份；可溶性淀粉24份；海藻酸鈉12份；丙烯酰胺35份；過硫酸鉀0.5份；高嶺土 8份；氫氧化鈉溶液15份；
將丙烯酸、可溶性淀粉、氫氧化鈉溶液和海藻酸鈉在室溫下攪拌均勻，反應(yīng)30min得聚合溶液；
將聚合溶液加入丙烯酰胺、過硫酸鉀、高嶺土，攪拌均勻后放入150°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。實施例四:
按以下質(zhì)量配比準備原料:丙烯酸100份；可溶性淀粉24份；海藻酸鈉14份；丙烯酰胺36份；過硫酸鉀0.4份；高嶺土 7份；氫氧化鎂溶液11份；
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(yīng)30min得聚合
溶液； 將聚合溶液加入丙烯酰胺、過硫酸鉀、高嶺土，攪拌均勻后放入150°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。稱取已干燥的高吸水樹脂樣品，置于盛有一定體積濃度為0.9%的生理鹽水的燒杯中，吸飽和后，經(jīng)20目網(wǎng)篩篩去多余的水后稱全部凝膠質(zhì)量，按Q= (m2-ml)/ml計算吸水倍率或吸鹽水倍率。其中Q為高吸水樹脂的吸(鹽)水倍率(g/g) ;ml為復(fù)合型耐鹽SAR干樣品的質(zhì)量(g) ；m2為復(fù)合型耐鹽高吸水樹脂吸(鹽)水后凝膠的質(zhì)量(g)。測試結(jié)果顯示，本發(fā)明制備的高吸水樹脂的吸水倍率在890 960g/g，吸生理鹽水倍率在98 110g/g，吸水性能優(yōu)良。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O 按以下質(zhì)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(yīng)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°C烘箱反應(yīng)5h，得到的塊狀產(chǎn)物粉碎、過篩即得高吸水樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，其特征在于: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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑為過硫酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:所述堿溶液為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鎂溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淀粉/丙烯酸復(fù)合高吸水樹脂的制備方法，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，吸水倍率在890～960g/g，吸生理鹽水倍率在98～110g/g，吸水性能優(yōu)良。
文檔編號C08K3/34GK103073684SQ20121048004
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者高凡 申請人:高凡