本發(fā)明涉及高吸水材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料的制備方法。
背景技術(shù)：
高吸水性材料是一種具有超強(qiáng)吸水能力的新型功能高分子材料，其保水能力非常好，能夠吸收約500至1000倍其自身重量水分，已在農(nóng)林園藝、生理衛(wèi)生用品、醫(yī)藥、食品、土木建筑等方面取得了廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)高吸水性樹(shù)脂的研究重點(diǎn)放在改進(jìn)原有制備工藝，尋找新工藝和增加新原料等方面，而對(duì)于高吸水性樹(shù)脂的復(fù)合化、功能化的研究則比較少。目前，我國(guó)己有科研機(jī)構(gòu)將材料的復(fù)合化、功能化作為研究的新方向，有效利用材料的復(fù)合化可以降低成本，提高功效，有利于開(kāi)發(fā)新型材料。隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，增加對(duì)高吸水材料研究的投入，滿足高技術(shù)生產(chǎn)的需求，已成為我國(guó)化工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。根據(jù)我國(guó)的消費(fèi)需求，高吸水性樹(shù)脂仍有很大的發(fā)展?jié)摿Γ梢赃M(jìn)一步深入研究。
隨著研究的進(jìn)展,人們發(fā)現(xiàn)將無(wú)機(jī)粘土如高嶺土、蒙脫土、凹凸棒土、蛭石、云母、膨潤(rùn)土、海泡石等加入到高吸水樹(shù)脂三維網(wǎng)絡(luò)中不僅可以提高吸水樹(shù)脂的綜合性能還能有效地降低生產(chǎn)成本。
馬紅梅在《蔗渣纖維/高嶺土/丙烯酸復(fù)合高吸水樹(shù)脂的制備及性能研究》一文中以蔗渣、高嶺土和丙烯酸為主要原料,采用溶液接枝聚合的方法合成蔗渣纖維／高嶺土/丙烯酸復(fù)合高吸水樹(shù)脂，考察了復(fù)合高吸水樹(shù)脂在土壤中的吸水性能、抑制蒸發(fā)性能和土壤的體積膨脹率,其結(jié)果表明：在土壤中,復(fù)合高吸水樹(shù)脂具有較好的吸水能力；且具有較好的抑制蒸發(fā)能力。但是該高吸水樹(shù)脂的生物降解性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，加強(qiáng)吸水功能，降低成本，增加生物降解性，提供一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料的制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將10-15重量份蠶豆粉加入100-120質(zhì)量濃度為2-5％氫氧化鈉溶液中40-60℃加熱溶解完全，然后加入1-2重量份質(zhì)量濃度為0.5-1%鈦酸四丁酯偶聯(lián)劑的無(wú)水乙醇溶液，控制溫度在50-80℃，反應(yīng)10-12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)反應(yīng)ph為6-7，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇洗滌3-4次，真空烘箱烘干，即得改性蠶豆粉；
（2）將5-10重量份丙烯酸類單體用適量質(zhì)量濃度為2-5％naoh溶液進(jìn)行中和至中和度達(dá)到60-80%后得到混合物，陸續(xù)加入5-10重量份高嶺土后在不斷攪拌，同時(shí)控制ph為7-8，直至混合均勻后浸泡陳化24-48小時(shí)，進(jìn)行離心，然后將固體沉淀物干燥，然后研磨過(guò)80-100目篩，待用；
（3）將步驟（1）所得改性蠶豆粉欲步驟（2）所得產(chǎn)物充分混合后加入5-15重量份質(zhì)量濃度為3-5%海藻酸鈉溶液，然后加入1-2重量份質(zhì)量濃度為5-8%氯化鈣溶液高速混合均勻在室溫下攪拌1-2小時(shí)，升高溫度至80-90℃時(shí)，加入0.1-0.5重量份配置成質(zhì)量濃度為1-5％的溶液n,n′-亞甲基雙丙烯酰胺和1-2重量份引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，攪拌聚合反應(yīng)24-36小時(shí)，產(chǎn)物經(jīng)干燥、粉碎、篩分，得到高吸水性材料。
所述調(diào)節(jié)ph是用鹽酸溶液調(diào)節(jié)。
所述丙烯酸類單體為丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸異辛酯中的一種或幾種。
所述高嶺土為200-400目。
一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料，其特征在于，由權(quán)利要求1-4所述方法制備而成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明先將蠶豆粉用氫氧化鈉溶液進(jìn)行加熱溶解后，加入鈦酸四丁酯偶聯(lián)劑的無(wú)水乙醇溶液進(jìn)行混合反應(yīng)，得到改性蠶豆粉，然后采用水溶液聚合方法，合成高嶺土/丙烯酸高吸水性復(fù)合材料，與改性蠶豆粉混合并對(duì)進(jìn)行交聯(lián)。本發(fā)明利用偶聯(lián)劑處理蠶豆粉，改善蠶豆粉與其他相界面的結(jié)合程度,高嶺土與丙烯酸類單體復(fù)合后與改性蠶豆粉混合后，丙烯酸類單體與蠶豆淀粉、海藻酸鈉之間的交聯(lián)，蠶豆蛋白與鈣離子的螯合，形成了大小不同的尺寸三維網(wǎng)格凝膠，提高了吸水能力，增強(qiáng)了拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、永久變形以及撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能，且減低了生產(chǎn)成本，制備出的材料可以以蠶豆粉為碳基進(jìn)行生物降解。
具體實(shí)施方式
一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將12重量份蠶豆粉加入110質(zhì)量濃度為3％氫氧化鈉溶液中50℃加熱溶解完全，然后加入1.5重量份質(zhì)量濃度為0.7%鈦酸四丁酯偶聯(lián)劑的無(wú)水乙醇溶液，控制溫度在65℃，反應(yīng)11小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)反應(yīng)ph為6-7，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇洗滌3次，真空烘箱烘干，即得改性蠶豆粉；
（2）將8重量份丙烯酸類單體用適量質(zhì)量濃度為3％naoh溶液進(jìn)行中和至中和度達(dá)到70%后得到混合物，陸續(xù)加入8重量份高嶺土后在不斷攪拌，同時(shí)控制ph為7-8，直至混合均勻后浸泡陳化36小時(shí)，進(jìn)行離心，然后將固體沉淀物干燥，然后研磨過(guò)100目篩，待用；
（3）將步驟（1）所得改性蠶豆粉欲步驟（2）所得產(chǎn)物充分混合后加入12重量份質(zhì)量濃度為4%海藻酸鈉溶液，然后加入1.5重量份質(zhì)量濃度為7%氯化鈣溶液高速混合均勻在室溫下攪拌1.5小時(shí)，升高溫度至85℃時(shí)，加入0.3重量份配置成質(zhì)量濃度為3％的溶液n,n′-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5重量份引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，攪拌聚合反應(yīng)30小時(shí)，產(chǎn)物經(jīng)干燥、粉碎、篩分，得到高吸水性材料。
所述調(diào)節(jié)ph是用鹽酸溶液調(diào)節(jié)。
所述丙烯酸類單體為丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸異辛酯中的一種或幾種。
所述高嶺土為200-400目。
一種基于改性蠶豆粉、高嶺土，丙烯酸復(fù)合的高吸水性材料，其特征在于，由上述方法制備而成。