一種利用多糖生物絮凝劑合成高吸水樹脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子吸水樹脂的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體是設(shè)及一種利用多糖生物絮凝 劑合成高吸水樹脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高吸水樹脂起源于上個世紀(jì)六十年代，是指能吸收自身質(zhì)量幾百倍甚至上千倍水 分，含有徑基、簇基等強(qiáng)親水性基團(tuán)且具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，主要有合成樹脂和半合 成樹脂兩類。合成樹脂類主要是石油工業(yè)原料經(jīng)過接枝共聚方法等合成，比如交聯(lián)聚丙締 酸鹽和交聯(lián)聚乙締醇，運(yùn)種合成樹脂壽命較長，吸水率較高但生產(chǎn)成本較高、可生物降解性 差；而半合成樹脂則W淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子材料與丙締臘、丙締酸、丙締酷胺 和丙締酸醋等單體接枝共聚得到，運(yùn)種樹脂的合成成本較低，且在自然界中可生物降解，特 別適用于做±壤的保水劑，還可用作日用化妝品、生理用品、醫(yī)用輔料、抗血栓藥劑、建筑吸 水材料、止水密封材料W及油水分離劑等。
[0003] 隨著人們對環(huán)保的重視，可生物降解的高吸水樹脂會越來越受到青睞。公開號為 CN1544497A的發(fā)明專利公開了采用氧化淀粉為原料，丙締酸、丙締酷胺（或丙締酸醋）為接 枝單體，N，N-亞甲基雙丙締酷胺為交聯(lián)劑，氧化還原體系作為引發(fā)劑，黏±作為反應(yīng)助劑， 制成了蒸饋水的吸水倍數(shù)>lOOOg/g，生理鹽水的吸水倍數(shù)>lOOg/g的淀粉類高吸水樹 月旨，且工藝簡單、原料及處理成本低。公開號為CN102093513A的發(fā)明專利公開了一種馬鈴 馨淀粉接枝丙締酸制備吸水樹脂的方法，它是將馬鈴馨淀粉糊化后與N，N-亞甲基雙丙締 酷胺、總反應(yīng)量一半的過硫酸鐘和亞硫酸鋼引發(fā)體系混合，65~95%中和度的丙締酸溶 液與總反應(yīng)量剩余一半的過硫酸鐘和亞硫酸鋼引發(fā)體系混合，最終混合到一起反應(yīng)制得， 成品對蒸饋水的吸水率為300~1200g/g，5%化Cl水溶液的吸水率為35~125g/g。
[0004] 如上所述，諸多高吸水樹脂的合成研究中所用的糖類材料大多取自于天然材料的 人工提煉，比如淀粉、纖維素等，分子量基本上都是幾萬到幾十萬不等，其分子量小，分子結(jié) 構(gòu)也較簡單，且需要添加交聯(lián)劑，否則無法制備出高交聯(lián)度的吸水樹脂，導(dǎo)致其使用大大受 到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用多糖生物絮凝劑合成高吸水 樹脂的方法，即多糖生物絮凝劑改性成可降解的高效環(huán)保的高吸水樹脂的方法，具體是W 人工合成且已規(guī)?；a(chǎn)的具有200萬~3000萬超高分子量且為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多糖生物絮 凝劑為基材，與一系列含有不飽和雙鍵的單體發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，獲得具有超高分子量且 可生物降解的高吸水樹脂，其吸水性能優(yōu)異、保水性能強(qiáng)且耐鹽耐酸堿。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種利用多糖生物絮凝劑合成高吸 水樹脂的方法，W現(xiàn)有的非離子型多糖生物絮凝劑為原料，通過接枝聚簇酸和聚橫酸陰離 子基團(tuán)，制得高吸水樹脂。
[0007] 優(yōu)選具體步驟如下：
[0008] 取一定濃度的非離子型多糖生物絮凝劑，在25-35°C下，通入氮?dú)夂螅尤氡喤D， 然后加入引發(fā)劑A，待反應(yīng)體系變?yōu)槿榘咨?，加入一定量的陰離子單體和分散劑，升溫至 45-60°C，加入引發(fā)劑B，聚合反應(yīng)一定時間后，停止通氮?dú)?，升溫?5-95°C，加入強(qiáng)堿溶 液，同時攬拌，使接枝共聚物充分皂化，用濕潤的抑試紙檢驗(yàn)瓶口跑出氨氣的量，待抑基本 為7-8時，取出產(chǎn)物，先用酸洗、再用醇洗，之后經(jīng)干燥研磨過濾，制得50-100目的吸水樹 脂。
[0009] 優(yōu)選的，丙締臘與非離子型多糖生物絮凝劑的固體質(zhì)量比為1:1~2:1，陰離子單 體與非離子型多糖生物絮凝劑的固體質(zhì)量比為1:1~5:1，分散劑占反應(yīng)體系的質(zhì)量百分 比為5%~20%，聚合反應(yīng)時間為2~地。
[0010] 優(yōu)選的，所述的非離子型多糖生物絮凝劑的結(jié)構(gòu)簡式為：
[0012] 其中：a-D-GLC代表一個糖單元，括號內(nèi)的數(shù)字代表糖巧鍵的連接方式。該多糖 生物絮凝劑的分子量為200萬~3000萬，溶液質(zhì)量濃度為4-40%。其優(yōu)選制備方法為專利 公告號CN101392280A中所述的一種制備多糖生物絮凝劑的酶學(xué)方法，其具體制備方法如 下：
[0013] 所述非離子型多糖生物絮凝劑的優(yōu)選的動力粘度分別為4500cPs和65000cPs，包 括如下制作步驟：
[0014] (1)根據(jù)上述多糖生物絮凝劑動力粘度的要求，分別對應(yīng)地配制濃度為0.SOmol/ L和0. 44mol/L的薦糖溶液1000毫升和1000升；
[0015] (2)在上述薦糖溶液中分別加入氯化巧溶液，其中濃度為0.SOmol/L的溶液中加 入0. 5%的氯化巧溶液10毫升，濃度為0. 44mol/L的溶液中加入5%的氯化巧溶液1000毫 升；
[0016] (3)用30%醋酸緩沖溶液調(diào)節(jié)上述薦糖溶液的抑值在5. 2~5. 4范圍；
[0017] (4)向上述薦糖溶液中分別加入葡聚糖薦糖酶溶液17. 5毫升和29. 2升，酶的活性 分別為456IU/ml和480IU/ml，混勻后，用10%醋酸調(diào)節(jié)抑值在5. 2~5. 4范圍；
[0018] (5)將上述溶液置于恒溫水浴中，調(diào)節(jié)攬拌，充分反應(yīng)直至溶液達(dá)到所要求的動 力粘度，上述0. 80mol/L和0. 44mol/L兩種不同濃度的溶液對應(yīng)的恒溫水浴溫度分別為 20 ~22°C和 24 ~26°C;
[0019] (6)對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加熱滅菌，過濾除雜，純化濃縮后即得所述非離子型多糖生物 絮凝劑。
[0020] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述的引發(fā)劑A為硝酸姉錠、焦憐酸儘絡(luò)陰離子、H2〇2/Fe2\ H2O2/鹽酸徑胺中的任意一種，添加量為1X10 3~4X10 3mol/l，其中&〇2與化2+或鹽酸徑 胺的摩爾比為1:1~1:2。
[0021] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述引發(fā)劑B為偶氮二異下基脈鹽酸鹽、偶氮二異下咪挫嘟 鹽酸鹽中的任意一種，添加量為陰離子單體總質(zhì)量的0. 5%。~5%。。
[0022] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述的陰離子單體是在冷卻條件下用氨氧化鋼或氨氧化鐘中 和締基簇酸或/和締基橫酸制得的中和度> 60%的締基簇酸鹽或/和締基橫酸鹽，其中締 基簇酸鹽與締基橫酸鹽的質(zhì)量比為任意比例。
[0023] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述締基簇酸為丙締酸、甲基丙締酸、馬來酸、富馬酸、下締酸 中的任意一種；締基橫酸為丙締橫酸、乙締基橫酸、甲基丙締橫酸、2-丙締酷胺基-2-甲基 丙橫酸中的任意一種。
[0024] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述的分散劑為碳酸氨錠、氯化錠、憐酸鋼及尿素中的任意一 種。
[0025] 作為優(yōu)選實(shí)施方案，所述的強(qiáng)堿溶液為氨氧化鋼或氨氧化鐘中的任意一種，且質(zhì) 量濃度為10~40%，與丙締臘的摩爾比為1:1~2:1。
[00%] 本發(fā)明的積極效果：
[0027] 首先，本發(fā)明產(chǎn)品為淺黃色顆粒，具有超高分子量，帶有較多的徑基、簇基或橫 酸基等強(qiáng)親水基團(tuán)，內(nèi)部為互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸水性，在去離子水中的吸水倍數(shù) >lOOOg/g，在生理鹽水中的吸水倍數(shù)>lOOg/g。
[0028] 其次，本發(fā)明產(chǎn)品與常見的淀粉類纖維素類吸水樹脂相比，不用添加交聯(lián)劑，分子 量上千萬且吸水性能和保水性能更加優(yōu)異，可重復(fù)利用，具有良好的耐鹽耐酸堿性能，可 降解，無二次污染，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生醫(yī)療、農(nóng)業(yè)園藝、建筑、食品加工等各個方面。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。 陽〇3〇] 實(shí)施例1
[0031] 配制中和度為100%的2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸鋼水溶液：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 50%的2-