[发明专利]以马铃薯淀粉黄原酸酯与丙烯酰胺合成高吸水树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于农林园艺、生理卫生、日用化工、建筑行业、环境治理等领域的功能高分子材料—高吸水树脂的制备方法，特别指以马铃薯淀粉黄原酸酯、丙烯酰胺、氢氧化钠或氢氧化钾为主要原料合成高吸水树脂的一种新型的简易制备方法。

背景技术

高吸水性树脂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性高分子材料。它能吸收自身重量几百倍至几千倍的水，对光、热、酸及碱的稳定性好，还具有良好的生物降解性能。高吸水树脂以它的吸水性、保水性、对外界刺激的应答性及对重金属离子的络合能力而得到广泛应用，如农林园艺、土壤改良、保水保肥、水凝胶基材、生理卫生用品、医药医疗、油水分离、敏感性材料、密封材料、苗木保护等；利用高吸水树脂的吸水膨胀性、增稠性、吸放湿性、重金属离子吸附性、蓄热保冷性等方面的应用研究也在逐步展开，如建筑涂料环保、日用化妆、食品工业、医药制造、国防技术等。

高吸水树脂的制备方法很多，合成原料丰富，生产工艺各异，但已产业化的产品存在许多问题，如：产品的吸水倍数低、生产工艺复杂、生产成本高，并且国内的高品质高吸水树脂产品大多依靠进口。所以我们应该积极探索，生产出高品质的高吸水树脂产品，提高国内高吸水树脂产品在世界市场的占有率。

发明内容

本发明提供了一种操作工艺简单、吸水能力强的高吸水树脂产品及其制备方法。

其方法及步骤如下：

（1）将马铃薯淀粉黄原酸酯与去离子水按1：10～12的质量比混合；称取马铃薯淀粉黄原酸酯质量7～14倍的丙烯酰胺，称取丙烯酰胺质量0.028-0.225倍的氢氧化钠（或0.039-0.276倍的氢氧化钾），以丙烯酰胺质量2～4倍的去离子水溶解上述氢氧化钠（或氢氧化钾）；在室温下用上述氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液水解丙烯酰胺； 

（2）将上述马铃薯淀粉黄原酸酯与去离子水的混合液与用氢氧化钠（或氢氧化钾）部分水解的丙烯酰胺溶液在反应瓶中混合均匀，加入含有马铃薯淀粉黄原酸酯质量2～4%的过硫酸钾溶液做引发剂，加入含有马铃薯淀粉黄原酸酯质量0.6～1.0%的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液做交联剂，搅拌使之均匀，通入氮气，缓慢加热，使反应体系温度逐步升高，达到60℃后取出产物，经烘干、粉碎即得高吸水树脂。最佳产品在2500倍的去离子水中最高吸水量达到2160g/g、在10000倍去离子水中最高吸水量达到5000g/g。

如上所述，本发明水解丙烯酰胺所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾，配制的过硫酸钾溶液的浓度为10mg/ml、N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为2mg/ml。

本发明的优点：

（1）马铃薯淀粉黄原酸酯易溶于水，在高吸水树脂制备的过程中不需要糊化；

（2）聚合反应温度低，可减少能量消耗；

（3）产物吸水量高、有较高含氮量；

附图说明

图1是马铃薯淀粉黄原酸酯合成高吸水树脂的工艺流程图

图2是氢氧化钠水解丙烯酰胺时单体丙烯酰胺用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图3是m_母体∶m_单体=1：7时氢氧化钠用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线（母体指马铃薯淀粉黄原酸酯，单体指丙烯酰胺，以下同）

图4是m_母体∶m_单体=1：8时氢氧化钠用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图5是m_母体∶m_单体=1：9时氢氧化钠用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图6是m_母体∶m_单体=1：10时氢氧化钠用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图7是m_母体∶m_单体=1：11时氢氧化钠用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图8是氢氧化钠水解丙烯酰胺、m_母体∶m_单体=1：9时过硫酸钾用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图9是氢氧化钠水解丙烯酰胺、m_母体∶m_单体=1：7时N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图10是氢氧化钾水解丙烯酰胺时单体丙烯酰胺用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线

图11是m_母体∶m_单体=1：8时氢氧化钾用量对高吸水树脂吸水量的影响曲线