基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，該方法以環(huán)己烷為溶劑、Span系列表面活性劑為分散劑、過硫酸鉀為引發(fā)劑、N,N?亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用反相懸浮法使淀粉或羧甲基纖維素或殼聚糖等天然高分子與丙烯酸以及丙烯酰胺單體反應，制備出了光/生物雙降解復合高吸水樹脂。該高吸水樹脂以天然高分子作為生物降解源，以納米TiO2粒子作為光降解源，納米二氧化鈦粒子均勻分布于高吸水樹脂中，能有效改進一般高吸水樹脂難以降解的問題，從而改善環(huán)境污染問題。
【專利說明】
基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高吸水樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高吸水樹脂又稱高吸水性聚合物(Super Absorbent Polymer，簡稱SAP)，是一種含有羧基、羥基等強親水性基團并且具有高度交聯(lián)的吸水溶脹型三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。高吸水性樹脂的吸水量大可吸收達自身重量成百上千倍的蒸餾水，吸水后其保水性能也很強，即使在加熱、加壓條件下也不容易失水，在酸、堿環(huán)境中的穩(wěn)定性也很好。
[0003]20世紀80年代，利用一些天然高分子物質(zhì)(例如淀粉、纖維素、殼聚糖等)制備高吸水樹脂復合材料的研究開始出現(xiàn)，隨著這些天然產(chǎn)物的加入，高吸水樹脂復合材料的性能有了極大的改善，拓展了它的應用領(lǐng)域。但是由單純的天然高分子接枝制備的高吸水樹脂降解程度并不高，降解后有殘留物，引入具有降解性能的無機物材料會增加其降解效率。有文獻報道在樹脂合成中添加有機化的二氧化鈦溶膠可提高材料的降解效率，但最終降解效率并不尚;也有在樹脂合成后與納米一■氧化欽納米粒子共混來提尚材料的降解性能，但納米二氧化鈦只附著在樹脂表面，只在降解的初期發(fā)揮作用，這種材料的降解性能依然不夠理想。在材料的制備過程中引入納米二氧化鈦顆粒，能夠更加均勻的分散二氧化鈦納米顆粒，提尚光降解效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有高吸水性樹脂材料降解性能差、降解方式單一等不足，提供一種基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，該方法采用天然高分子為基底并添加納米二氧化鈦顆粒合成出了復合型高吸水樹脂，極大地增強了降解效率、減少了環(huán)境污染。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)將氫氧化鈉溶液加入到丙烯酸溶液中，配制成一定中和度的丙烯酸溶液，接著向溶液中加入一定量過硫酸鉀、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和丙烯酰胺，充分攪拌得混合溶液；
[0007](2)將一定量Span(司盤)表面活性劑溶解在裝有環(huán)己烷的反應器中，再加入一定量天然高分子和納米二氧化鈦，攪拌并加熱升溫，向反應器中充入保護氣體；
[0008](3)將步驟(I)所得混合溶液逐滴加入到反應器中，滴加完畢后升溫進行反應，反應完成后經(jīng)過濾、洗滌、烘干即得光/生物雙降解高吸水樹脂。
[0009]優(yōu)選的，步驟(I)中先將減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水，接著將丙烯酸溶液置于冰水浴下邊攪拌邊加入氫氧化鈉溶液，中和至中和度為60-80 %后使溶液升至室溫。
[0010]優(yōu)選的，步驟(2)中加熱升溫至45-70°C，所述Span表面活性劑為Span20，Span40，Span60，Span80，Span65，Span85中的一種，通入的保護氣體為氮氣或者氬氣。
[0011]優(yōu)選的，步驟(3)中升溫至60-85°C進行反應，反應時間為l-4h，反應產(chǎn)物過濾后用無水乙醇或者無水丙酮洗滌。
[0012]按照上述方案，所述天然高分子選自淀粉、羧甲基纖維素或殼聚糖中的一種。
[0013]按照上述方案，各反應物用量按重量份數(shù)計包括8-10份丙稀酸，0.06-0.1份過硫酸鉀，0.008-0.01份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，1.5-2份丙烯酰胺，0.8_1份Span表面活性劑，100份環(huán)己烷，I份天然高分子和I份納米二氧化鈦。
[0014]按照上述方案，最優(yōu)的合成條件為:各反應物用量按重量份數(shù)計包括9份丙烯酸，
0.08份過硫酸鉀，0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，1.6份丙烯酰胺，0.9份Span80表面活性劑，100份環(huán)己烷，I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦，步驟(I)所得丙烯酸溶液的中和度為70 %，步驟(2)中攪拌加熱升溫至50 0C，步驟(3)中反應溫度70 V，反應時間3h。
[0015]本發(fā)明方法具有以下效果:(I)制備的高吸水樹脂吸水倍率高達上千倍，吸水速率快；(2)天然高分子的加入增強了高吸水樹脂的生物相容性，可應用于生物領(lǐng)域；(3)采用天然高分子物質(zhì)作為生物降解源，納米T12粒子為光降解源，制備出了同時具有光降解和生物降解性能的高吸水樹脂，減少了高吸水樹脂的環(huán)境污染問題；(4)反應條件較為溫和，制備工藝簡單；(5)反相懸浮法制備的樹脂呈顆粒狀，不會形成凝膠，后處理較方便；(6)納米二氧化鈦顆粒比表面積大，其被樹脂包裹后均勻分布于高吸水樹脂中，比單純的與樹脂共混具有更尚的降解效率。
【具體實施方式】
[0016]為使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果，下面結(jié)合具體實施例進行進一步的說明。
[0017]實施例1
[0018](I)將10份(重量份數(shù)計，下同)減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和I.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0019](2)將0.8份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份淀粉和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0020](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為838.3g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60%;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過 50 %。
[0021]實施例2
[0022](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.08份過硫酸鉀、0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.75份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0023](2)將0.9份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份淀粉和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0024](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為878.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為92.9g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0025]實施例3
[0026](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.1份過硫酸鉀、0.01份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和2.0份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0027](2)將1.0份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份淀粉和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0028](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1078.8g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為127.7g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0029]實施例4
[0030](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0031](2)將0.8份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0032](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制備的樹脂吸去離子水的倍率為1161.8g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為80.7g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0033]實施例5
[0034](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.08份過硫酸鉀、0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.75份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0035](2)將0.9份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0036](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1300.4g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9%鹽水的倍率為135.lg/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0037]實施例6
[0038](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.1份過硫酸鉀、0.01份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和2.0份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0039](2)將1.0份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0040](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1747.4g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水的倍率為83.6g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0041 ] 實施例7
[0042](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0043](2)將0.8份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份殼聚糖和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0044](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1197.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水的倍率為99.6g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0045]實施例8
[0046](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.08份過硫酸鉀、0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.75份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0047](2)將0.9份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份殼聚糖和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0048](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1471.5g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水的倍率為88.8g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0049]實施例9
[0050](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為75%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.1份過硫酸鉀、0.01份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和2.0份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0051](2)將1.0份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份殼聚糖和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至45°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0052](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至75°C反應2h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1571.9g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水的倍率為68.8g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過60% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0053]實施例10
[0054](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為60%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0055](2)將0.8份司盤60充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至70°C，充入氬氣并保持四口燒瓶中處于氬氣氛圍。
[0056](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至85°C反應lh。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水丙酮洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制備的樹脂吸去離子水的倍率為1341.8g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水的倍率為88.7g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過70% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0057]實施例11
[0058](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為80%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0059](2)將0.8份司盤85充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至60°C，充入氬氣并保持四口燒瓶中處于氬氣氛圍。
[0060](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至85°C反應4h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水丙酮洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制備的樹脂吸去離子水的倍率為1235.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為92.lg/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過70% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0061 ] 實施例12
[0062](I)將10份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為70%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0063](2)將0.8份司盤40充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至60°C，充入氬氣并保持四口燒瓶中處于氬氣氛圍。
[0064](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至85°C反應4h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水丙酮洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制備的樹脂吸去離子水的倍率為1235.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為92.lg/g；在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過70% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0065]實施例13
[0066](I)將8份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為65%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.06份過硫酸鉀、0.008份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.5份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0067](2)將0.8份司盤65充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至50°C，充入氬氣并保持四口燒瓶中處于氬氣氛圍。
[0068](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至85°C反應4h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水丙酮洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制備的樹脂吸去離子水的倍率為1131.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為90.lg/g；在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過65% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過50%。
[0069]實施例14
[0070](I)將9份減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水中，將溶液裝進錐形瓶后置于冰水浴中，磁力攪拌下用恒壓分液漏斗向錐形瓶中加入NaOH溶液，配成中和度為70%的丙烯酸溶液。待丙烯酸溶液升至室溫后加入0.08份過硫酸鉀、0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和1.6份丙烯酰胺，充分攪拌混合均勻得混合溶液。
[0071](2)將0.9份司盤80充分溶解在100份環(huán)己烷中，將其轉(zhuǎn)入配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計和導氣管的四口燒瓶中，再加入I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦粒子，攪拌并升溫至50°C，充入氮氣并保持四口燒瓶中處于氮氣氛圍。
[0072](3)將(I)所得混合溶液逐滴加入到(2)中四口燒瓶中，滴加完畢后升溫至70°C反應3h。反應結(jié)束后將溶液過濾，濾渣用無水乙醇洗滌兩次，然后置于烘箱中烘干，輕微碾磨即得光/生物雙降解高吸水樹脂。本實施例制得的樹脂吸去離子水的倍率為1621.3g/g，吸質(zhì)量分數(shù)0.9 %鹽水(氯化鈉水溶液)的倍率為102.7g/g;在365nm紫外光降解條件下，72小時樹脂降解率超過70% ;在土壤環(huán)境下，60天樹脂降解率超過60%。
【主權(quán)項】
1.一種基于天然高分子的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將氫氧化鈉溶液加入到丙烯酸溶液中，配制成一定中和度的丙烯酸溶液，接著向溶液中加入一定量過硫酸鉀、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和丙烯酰胺，充分攪拌得混合溶液； (2)將一定量Span表面活性劑溶解在裝有環(huán)己烷的反應器中，再加入一定量天然高分子和納米二氧化鈦，攪拌并加熱升溫，向反應器中充入保護氣體； (3)將步驟(I)所得混合溶液逐滴加入到反應器中，滴加完畢后升溫進行反應，反應完成后經(jīng)過濾、洗滌、烘干即得光/生物雙降解高吸水樹脂。2.如權(quán)利要求1所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:步驟(I)中先將減壓蒸餾后的丙烯酸溶于水，接著將丙烯酸溶液置于冰水浴下邊攪拌邊加入氫氧化鈉溶液，中和至中和度為60-80 %后使溶液升至室溫。3.如權(quán)利要求1所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中加熱升溫至45-70 °C，Span表面活性劑為Span20、Span40、Span60、Span80、Span65、Span85 中的一種，通入的保護氣體為氮氣或者氬氣。4.如權(quán)利要求1所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:步驟(3)中升溫至60-85°C進行反應，反應時間為l_4h，反應產(chǎn)物過濾后用無水乙醇或者無水丙酮洗滌。5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:所述天然高分子選自淀粉、羧甲基纖維素或殼聚糖中的一種。6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:各反應物用量按重量份數(shù)計包括8-10份丙烯酸，0.06-0.1份過硫酸鉀，0.008-0.01份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，1.5-2份丙烯酰胺，0.8-1份Span表面活性劑，100份環(huán)己烷，I份天然高分子和I份納米二氧化鈦。7.如權(quán)利要求1所述的光/生物雙降解高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:各反應物用量按重量份數(shù)計包括9份丙烯酸，0.08份過硫酸鉀，0.009份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，1.6份丙烯酰胺，0.9份SpanSO表面活性劑，100份環(huán)己烷，I份羧甲基纖維素和I份納米二氧化鈦，步驟(I)中丙烯酸溶液的中和度為70%，步驟(2)中攪拌加熱升溫至50°C，步驟(3)中反應溫度70°C，反應時間3h。
【文檔編號】C08F2/32GK105906766SQ201610425141
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】黎俊波, 何源, 余響林
【申請人】武漢工程大學