一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，先將蠶沙進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；將剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并低溫?cái)嚢杷猓玫交旌衔铫?；將干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，與淀粉混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱得到混合物Ⅱ；取將硫酸銨和二甲亞砜混合均勻，即混合物Ⅲ；將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與混合物Ⅱ進(jìn)行混合均勻，再依次加入混合物Ⅰ、混合物Ⅲ，攪拌置于微波中加熱，即得到吸水樹(shù)脂。本發(fā)明利用廢棄資源，實(shí)現(xiàn)了資源再利用，制備方法簡(jiǎn)單、操作容易、能耗低。所得吸水樹(shù)脂具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、可降解、防蟲(chóng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、園藝、醫(yī)藥、衛(wèi)生等行業(yè)。
【專利說(shuō)明】一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，屬于吸水樹(shù)脂【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]吸水樹(shù)脂是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能，并且保水性能優(yōu)良，一旦吸水膨脹成為水凝膠時(shí)，即使加壓也很難把水分離出來(lái)。高吸水性樹(shù)脂是一種帶有大量親水基團(tuán)的功能性高分子材料。以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力，廣泛應(yīng)用于醫(yī)用衛(wèi)生用品、農(nóng)業(yè)園林、建筑工業(yè)領(lǐng)域。
[0003]用于農(nóng)業(yè)與園藝方面的高吸水性樹(shù)脂又稱為保水劑和土壤改良劑。我國(guó)是世界上缺水較嚴(yán)重的國(guó)家，因此，保水劑的應(yīng)用就顯得越來(lái)越重要。用于這方面的高吸水性樹(shù)脂主要是淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯(lián)物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物，同時(shí)，還可以利用高吸水性樹(shù)脂對(duì)化肥進(jìn)行包衣后施肥，充分發(fā)揮化肥的利用率，防止浪費(fèi)和污染。目前還有利用高吸水性樹(shù)脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。
[0004]然而，現(xiàn)有吸水樹(shù)脂多以丙烯酸系合成為主，為全人工合成材料，或以丙烯酸/纖維素合成為主，這些材料制得的吸水樹(shù)脂多存在聚合反應(yīng)溫度高，產(chǎn)品成本高，產(chǎn)物不易降解或不易完全降解，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用有可能影響土壤品質(zhì)等問(wèn)題。
[0005]蠶沙是蠶食桑后排泄出來(lái)的糞便。蠶沙組分包括:粗蛋白質(zhì)占16.7%、粗脂肪占3.7%、粗纖維占19%、可溶性無(wú)氮物占45%、灰分占15.6%。而目前，蠶沙主要被用于肥料和飼料，對(duì)蠶沙內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提取還存在成本高、操作復(fù)雜等問(wèn)題。因此，蠶沙大多被作為廢物處理。
[0006]目前，利用淀粉經(jīng)改性制備吸水樹(shù)脂的方法較多，但仍存在生產(chǎn)能耗高、產(chǎn)品成本高等問(wèn)題，因此有必要研發(fā)一種利用蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂制備方法，既能能耗問(wèn)題，又可以極大的利用資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有吸水樹(shù)脂生產(chǎn)中聚合反應(yīng)溫度高、成本高、不易降解等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，以獲得利于農(nóng)業(yè)土壤品質(zhì)的吸水樹(shù)脂。
[0008]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟:
[0009]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于500?800°C下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0010]B、按液固比(mL/g)為I?4:1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在O?10°C下攪拌水解，得到混合物I ;
[0011]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按淀粉:提取液的質(zhì)量比為1:
5?15進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)5?10分鐘，得到混合物II ；
[0012]D、取蠶沙質(zhì)量的5?20%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為I?2:1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0013]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 5?50，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌5?10分鐘后，置于微波中以150?200°C進(jìn)行加熱40?100分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0014]所述步驟C中的淀粉為木薯淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、藕粉或小麥淀粉。
[0015]所述丙烯酸、硫酸銨、二甲亞砜、甲叉雙丙烯酰胺均為市購(gòu)分析純。
[0016]本發(fā)明以蠶沙和和淀粉為主要原料制備吸水樹(shù)脂，將蠶沙進(jìn)行熱解干餾是使蠶沙中粗纖維成分解離為小分子有機(jī)物，增加保水效果；與丙烯酸低溫?cái)嚢杷馐菫榱宋畼?shù)脂具有機(jī)械強(qiáng)度好，交換容量高，交換速度快；冷凝收集提取液是為了改變相對(duì)飽和度，與淀粉混合后在保護(hù)氣體下加熱處理是為了增加吸水樹(shù)脂的活性；配制硫酸銨和二甲亞砜的混合溶液是為了增加反應(yīng)活性，并加大了吸水樹(shù)脂的蓄水能力，且增強(qiáng)了混合物的緊密度。
[0017]本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)和效果:通過(guò)本發(fā)明方法所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為400?1800g/g，該吸水樹(shù)脂主要來(lái)源為蠶沙和淀粉，易降解，為環(huán)保型吸水樹(shù)脂。另外，因熱解干餾處理后的蠶沙具有特殊氣味能驅(qū)避害蟲(chóng)、抑制害蟲(chóng)的滋生繁殖、減輕危害及病害傳播，還能充分發(fā)揮化肥的利用率，防止浪費(fèi)和污染。本發(fā)明利用廢棄資源，實(shí)現(xiàn)了資源再利用，制備方法簡(jiǎn)單、操作容易、能耗低。所得吸水樹(shù)脂具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、可降解、防蟲(chóng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、園藝、醫(yī)藥、衛(wèi)生等行業(yè)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于600°C下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0021]B、按液固比(mL/g)為3: 1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在5°C下攪拌水解，得到混合物I ;
[0022]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按木薯淀粉:提取液的質(zhì)量比為1: 12進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)10分鐘，得到混合物II ；
[0023]D、取蠶沙質(zhì)量的15%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為1: 1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0024]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 20，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌10分鐘后，置于微波中以150°C進(jìn)行加熱100分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0025]所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為1000g/g，質(zhì)量濃度8.0 %的NaCl水溶液的吸水率為90g/g。
[0026]實(shí)施例2
[0027]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于50(TC下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0028]B、按液固比(mL/g)為4:1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在(TC下攪拌水解，得到混合物I ;
[0029]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按玉米淀粉:提取液的質(zhì)量比為1: 15進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)5分鐘，得到混合物II ；
[0030]D、取蠶沙質(zhì)量的20%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為2:1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0031]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 5，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌8分鐘后，置于微波中以180°C進(jìn)行加熱80分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0032]所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為1200g/g，質(zhì)量濃度8.0 %的NaCl水溶液的吸水率為110g/g。
[0033]實(shí)施例3
[0034]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于800°C下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0035]B、按液固比(mL/g)為1: 1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在10°C下攪拌水解，得到混合物I ;
[0036]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按土豆淀粉:提取液的質(zhì)量比為1: 5進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)8分鐘，得到混合物II ；
[0037]D、取蠶沙質(zhì)量的5%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為1.5:1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0038]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 50，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌5分鐘后，置于微波中以200°C進(jìn)行加熱40分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0039]所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為1600g/g，質(zhì)量濃度8.0 %的NaCl水溶液的吸水率為120g/g。
[0040]實(shí)施例4
[0041]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于70(TC下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0042]B、按液固比(mL/g)為2: 1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在8°C下攪拌水解，得到混合物I ;
[0043]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按藕粉:提取液的質(zhì)量比為1: 12進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)8分鐘，得到混合物II ；
[0044]D、取蠶沙質(zhì)量的18%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為2:1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0045]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 40，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌10分鐘后，置于微波中以200°C進(jìn)行加熱80分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0046]所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為1400g/g，質(zhì)量濃度8.0 %的NaCl水溶液的吸水率為100g/g。
[0047]實(shí)施例5
[0048]A.先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于550°C下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物；
[0049]B、按液固比(mL/g)為3:1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在10°C下攪拌水解，得到混合物I ;
[0050]C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按小麥淀粉:提取液的質(zhì)量比為1: 15進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)5分鐘，得到混合物II ；
[0051]D、取蠶沙質(zhì)量的20%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比(mL/g)為2:1，將二者混合均勻，即混合物III ；
[0052]E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 10，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌6分鐘后，置于微波中以180°C進(jìn)行加熱90分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
[0053]所得的吸水樹(shù)脂，其蒸餾水吸水率為1700g/g，質(zhì)量濃度8.0 %的NaCl水溶液的吸水率為130g/g。
【權(quán)利要求】
1.一種以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列各步驟: A、先將蠶沙進(jìn)行粉碎，再置于500?800°C下進(jìn)行常規(guī)熱解干餾，得到干餾氣體和剩余物； B、按液固比為I?4:1，將步驟A所得剩余物與丙烯酸進(jìn)行混合，并在O?10°C下攪拌水解，得到混合物I ; C、將步驟A的干餾氣體經(jīng)冷凝后得到提取液，按淀粉:提取液的質(zhì)量比為1: 5?15進(jìn)行攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至80°C，攪拌反應(yīng)5?10分鐘，得到混合物II ； D、取蠶沙質(zhì)量的5?20%的硫酸銨，再按硫酸銨和二甲亞砜的液固比為I?2:1，將二者混合均勻，即混合物III; E、按甲叉雙丙烯酰胺:水的質(zhì)量比為1: 5?50，將甲叉雙丙烯酰胺溶于水，再將該溶液與步驟C所得混合物II進(jìn)行混合均勻，再依次加入步驟B所得混合物1、步驟D所得混合物III，攪拌5?10分鐘后，置于微波中以150?200°C進(jìn)行加熱40?100分鐘，即得到吸水樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:所述步驟C中的淀粉為木薯淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、藕粉或小麥淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以蠶沙為原料的吸水樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:所述丙烯酸、硫酸銨、二甲亞砜、甲叉雙丙烯酰胺均為市購(gòu)分析純。
【文檔編號(hào)】C08F251/00GK104262539SQ201410481781
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】陳作軍, 王修海 申請(qǐng)人:廣西地源之本肥業(yè)有限公司