[发明专利]一种淀粉高吸水树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高吸水树脂制备技术领域，尤其涉及采用反相悬浮聚合法合成淀粉高吸水树脂的工艺方法。

背景技术

高吸水性树脂是一种能够吸收自身重量几百倍以上水的功能高分子材料，在农林、医疗卫生、日用化工等领域应用广泛。高吸水树脂分为淀粉体系、纤维素体系以及合成树脂体系三大类。淀粉高吸水性树脂是淀粉与亲水性乙烯类单体通过接枝共聚反应而制成，具有生产成本低，可生物降解，吸水率高、保水性能好等特点，符合目前高吸水性树脂高性能化、可降解性和功能复合化的发展要求。

淀粉高吸水性树脂的生产大多采用以水为反应介质的溶液聚合法，由于吸水性树脂高倍吸水的特性，该法制备的产品为凝胶状态，难出料、后处理复杂等是该工艺难于解决的问题。反相悬浮聚合是以油相为分散介质，包括淀粉、单体等水溶液作为水相，依靠悬浮稳定剂的作用分散在油相中，形成油包水的悬浮液，采用水溶性引发剂或催化剂在水相中进行聚合反应的合成法。反相悬浮聚合法与溶液聚合法比较，具有反应散热快、产物分子量分布窄，产物颗粒均匀、吸水率高等特点，并且产品在油相中为分散的颗粒状态，体系粘度低，可有效解决溶液聚合凝胶产品难出料、后处理复杂等问题。因此，近年来国内研究者在这方面做了一些研究工作，如：

文献一以烃类溶剂为分散介质、蔗糖脂肪酸脂为分散剂、十二烷基硫酸钠为助剂，中和度为73.1%的丙烯酸（钠）进行反相悬浮预聚合，预聚合产物经分离再与糊化的马铃薯淀粉进行接枝反应制备吸蒸馏水为650倍的淀粉高吸水树脂。（林润雄等，反相悬浮聚合法淀粉接枝聚丙烯酸钠的研究，化工科技，1998年4期）

文献二以环己烷为分散介质，羟乙基纤维素等为分散剂，在反相悬浮体系中，利用60Coγ射线辐照引发糊化的玉米淀粉与丙烯酸（钠）进行接枝共聚反应，加热破乳，过滤分离除去有机相，分别用甲醇脱水、乙醇洗涤、干燥后得到粒状淀粉高吸水树脂，树脂产品吸去离子水760 mL/g,吸自来水为200 mL/g，吸0·9%(w)NaCl水溶液55 mL/g.。（辜英杰等，淀粉-丙烯酸钠高吸水树脂的辐射反相悬浮法制备与性能，华南农业大学学报（自科版），2004年2期）

文献三以工业级丙烯酸、丙烯酸甲酯及木薯淀粉、丙烯酰胺为原料, 使用自配分散剂,环己烷为连续相, 采用反相悬浮法合成了木薯淀粉高吸水树脂，树脂的吸水率≥600 g/g,吸盐率≥60 g/g,环己烷回收率为97. 3%。（尹沾合等，淀粉/AA /AM /MA反相悬浮法合成高吸水树脂，应用化工，2007年12期）。

以上文献研究工作只注重于解决反应温度、反应时间、油水比、以及引发剂、交联剂和分散剂用量等工艺条件的变化对产品吸水性能影响方面的问题，对反相悬浮体系的操作稳定性并未引起重视。根据以上文献的工艺条件，实验发现普遍存在如下问题：（1）工艺操作条件弹性低，不易控制，容易出现粘壁、结块等反相悬浮聚合体系失稳现象，严重者会造成生产事故；（2）由于淀粉水相初期粘度高，往往在早期就容易出现失稳现象，比一般反相悬浮聚合单体转化率达到20%～70%时的结块失稳危险期会发生的时间更早、转化率范围也更宽。

有研究者提出在span80或tween80为分散剂的情况下，添加水溶性的聚乙二醇4000等作为防粘剂，解决淀粉反相悬浮聚合体系容易失稳的问题（如：廖丹葵等，均匀设计在淀粉接枝丙烯酸超强吸水剂合成中的应用．高校化学工程学报，2005年5期；柳雨春，反相悬浮法合成淀粉接枝高吸水性树脂，广西大学硕士学位论文，2005年）。但是，放大实验发现聚乙二醇4000的用量大（与单体质量比大于1），而且需要严格控制聚乙二醇4000在聚合反应后某个时刻加入，其加料时间不容易掌握和控制，否则反相悬浮聚合体系依然容易失稳，出现结块粘壁现象，严重破坏正常操作。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术中的不足，提供一种采用反相悬浮聚合法合成淀粉类高吸水树脂的制备工艺和方法，操作简便、稳定性高，控制容易，生产成本低，该方法得到的吸水树脂产品吸水速度快、吸水保水率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种淀粉高吸水树脂的制备方法，该方法以机械球磨预处理的淀粉为基材，丙烯酸为单体，过硫酸铵为引发剂，N-N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂， Span-80、Tween-80、聚乙二醇和PDMS为复合分散剂，环己烷为油相，经过反相悬浮聚合反应即可得到淀粉高吸水树脂。

以上所述的制备淀粉高吸水树脂的制备方法，具体步骤如下：