[发明专利]马铃薯茎叶/木质素磺酸钠高吸水材料及其制备

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种吸水材料，尤其涉及一种以天然废弃材料马铃薯茎叶、木质素磺酸钠为原料，经微波辐射合成的高吸水复合材料。

背景技术

马铃薯属一年生草本植物，在我国分布很广。由于其茎叶不能食用，一般被抛弃。这样既是一种浪费，又会对环境造成污染。鉴于其主要成分是纤维素，所以可以用来制备吸水材料。

木质素磺酸钠是亚硫酸盐制浆工艺的主要副产物，我国年产量约15万吨，目前仍有大量的制浆废液不经过处理而直接排放，对环境造成了极大的污染。鉴于其良好的润湿、渗透、分散，产生细微泡沫等的性能，且其分子结构中含有羟基、磺酸基等活性基团可用于制备吸水材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以马铃薯茎叶、木质素磺酸钠为原料制备的高吸水复合材料。

本发明的另一目的是提供一种马铃薯茎叶/木质素磺酸钠高吸水复合材料的制备方法。

本发明的马铃薯茎叶/木质素磺酸钠高吸水复合材料，是由以下质量比份的原料配制而成：

木质素磺酸钠2～15份

马铃薯茎叶15～50份

丙烯酰胺30～90份

丙烯酸30～90份。

本发明马铃薯茎叶/木质素磺酸钠高吸水复合材料的制备方法，是将马铃薯茎叶经干燥、粉碎后，在微波辐射下与丙烯酸/丙烯酰胺接枝共聚，同时与木质素磺酸钠互穿，从而制备成可降解的半互穿网络型吸水材料。具体工艺如下骤：

①按所述质量配比将木质素磺酸钠溶于原料总量5～12倍的蒸馏水中；再加入干燥粉碎的马铃薯茎叶；

②加入所述配比量的丙烯酰胺、丙烯酸，在搅拌下加入原料总量0.2％～2％引发剂和原料总量0.2％～2％的交联剂，搅拌均匀，得到预反应物；

③将预反应物置于微波反应装置中，在辐射功率150～250W下，微波辐射3～8min，进行接枝聚合；

④将产物用甲醇浸泡1～5小时后烘干，粉碎即得。

本发明采用的木质素磺酸钠为亚硫酸盐制浆工艺的副产物。马铃薯茎叶可采用经乙醇提取茄尼醇后的马铃薯茎叶废渣。

本发明所述引发剂为过硫酸钾；交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。

本发明采用的丙烯酸，是在冰水浴中，以20％的氢氧化钠中和后的丙烯酸盐与丙烯酸的混合物，其中和度为60～80％。

经测定，本发明制备的吸水材料，吸蒸馏水倍率可达自身干重的200～800倍，吸盐水(0.9％)倍率可达自身干重的20～80倍。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明以廉价的马铃薯茎叶废弃物、木质素磺酸钠为原料，经微波辐射合成新型吸水材料，其成本低，吸水性能好；同时减轻了废弃物对环境造成的污染，做到了变废为宝，实现了资源的循环再利用。

2、本发明由于使用了微波技术，使反应周期比常规反应大大缩短，能耗低，提高了效率。

3、由于发明应用了天然材料为原材料，制得的产品具有良好的生物降解性能，且无毒副作用，是一种绿色环保的优良产品。

4、本发明的工艺简单，操作方便，易于工业化生产。

具体实施方式

实施例一

取11.1份蒸馏水，加入0.096份木质素磺酸钠，使其溶解。再将0.2份马铃薯茎叶(干燥、粉碎、用200目筛滤过后)加入其中，混合均匀，再依次加入过硫酸钾0.008份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.010份、丙烯酰胺0.6份、由20％的氢氧化钠在冰水浴中和至中和度为70％的丙烯酸0.6份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间5.5min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在40℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：其吸蒸馏水的倍率为548，吸盐水(0.9％)的倍率为79。

实施例二

取10份蒸馏水，加入0.12份木质素磺酸钠，使其溶解。再将0.2份马铃薯茎叶(干燥、粉碎、用200目筛滤过后)加入其中，混合均匀，再依次加入过硫酸钾0.010份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.018份、丙烯酰胺0.9份、由20％的氢氧化钠在冰水浴中中和至中和度为75％的丙烯酸0.3份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4.5min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在50℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：吸蒸馏水的倍率为430，吸盐水(0.9％)的倍率为45。

实施例三