[发明专利]一种多孔性魔芋高吸水性胶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔性魔芋高吸水性胶粒及其制备方法，属于功能性材料高吸水性 树脂(SAP)的制备领域，特别是生物高分子功能材料的制备领域。

背景技术

低温燃烧合成是在高温燃烧合成的基础上发展起来的聚合物制备技术，通过局部反 应区域的自蔓延而将单体转化为聚合物2的方法(参见图5)。它利用反应自身产生的热 量进行聚合体合成，这些热量引发了其邻近的单体分子的聚合，从而形成一个自蔓延的 热波，它顺着容器方向5传递。其中产生的狭窄前沿反应区域即为聚合波3。波聚合研 究的经典方法是先将单体和引发剂加入反应容器(试管)中，在试管一端加热1，使引 发剂受热分解产生自由基，从而引发聚合反应。临近加热面的单体开始聚合，形成一个 狭窄的反应区域，即所谓的“波”，并放出足够的热量引发下一层的引发剂分解，进而 引发更多的单体聚合。聚合波不断自发向前推进(图5中，4为未反应区域)，直到整个 容器内的单体聚合完全。

1972年，前苏联科学家Chechilo和他的同事们在300Mpa的反应罐内，进行了甲基 丙烯酸甲酯的波聚合试验并取得了成功。此后，前苏联的科学工作者们在波聚合领域又 继续进行一些的研究，为波聚合的研究打下了基础。美国的Pojman与其合作者在研究 中发现，波聚合反应能够在常压下进行，由此开始了波聚合在常压条件下的研究。在近 二十多年里，关于波聚合的研究被大量地报道。从已发表的文献来看，美国、中国、 俄罗斯、意大利、日本、韩国、印度、匈牙利等都有学者开展了波聚合的研究。

2000年，Chekanov等采用双泵加料方式，制备变色功能梯度材料，2001年Masere 等用用低温燃烧合成聚甲基丙烯酸甲酯，在反应体系中其中加入染料，制备出了具有梯 度折光指数的光学材料。2004年，Pujari等以偶氮二异丁腈作引发剂，用波聚合和悬 浮聚合合成甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDM)共聚物。 产物具有微孔结构，且孔径分布狭窄。此后，Yan及其合作者也陆续用FP制备了大量具 有多孔结构的聚合体。Chekanov将利用波聚合固化环氧树脂，与传统方式相比显示出 了工艺上的优势：固化温度在玻璃化温度以上，不必经过物理陈化过程，固化速度快， 所用时间短。而且其机械性能也与传统方法得到的产物相似。

Chen等(2006年)合成了环氧树脂聚亚胺酯复合物，Mariani等(2007年)利用FP合 成环氧树脂-蒙脱土纳米复合物。与传统方法合成的聚合物相比，产物表现出了相同甚 至更好的性质。此后，他们还用FP合成含有纳米复合物的胺固化环氧树脂。

高吸水性树脂(superabsorbent polymers，SAP)是近年来开发的一种新型的、结 构上轻度交联的三维网状功能高分子材料，是一种很好的吸水剂和保湿剂，现已成为众 多领域中不可或缺的材料。它能在短时间内吸收自身重量数百倍到上千倍的水分，并且 具有超强保水性，因而在个人卫生用品及农业、工业、医疗卫生、环境保护等方面具有 广泛用途。Yan等人在2005年利用波聚合技术制备了淀粉接枝丙烯酸系列高吸水树脂材 料，与传统的溶液聚合工艺相比，使用的单体和引发剂浓度高，生产效率高、能耗低； 通过调节淀粉和水的加入量，单体转化率在80％以上，并且吸水性要优于传统方法制备 的产品。

除本发明人公开报导魔芋-丙烯酸的低温燃烧合成外，[Journal of Polymer Science： Part A：Polymer Chemistry，Vol.47，3391-3398(2009)]，至今尚无任何其它文献 公开该新方法在魔芋合成高吸水性材料上的应用。然而，本发明人前文报导的魔芋-丙 烯酸接枝物虽具有较高的吸水倍率，但吸盐水倍率却很低，难以投入实际应用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种多孔性魔芋高吸水性胶粒，它能够克服现有技术之 不足，所形成的凝胶结构具有成本低、吸水速度快、吸水容量大等性能，不仅大大提高 了吸盐水性，同时也改善了吸水性。

本发明的第二目的在于提供一种制备所述多孔性魔芋高吸水性胶粒的方法，它能够 克服现有技术之不足，所形成的凝胶结构具有成本低、吸水速度快、吸水容量大等性能， 不仅大大提高了吸盐水性，同时也改善了吸水性。