[发明专利]一种环境友好的木质素高吸水树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境友好的木质素高吸水树脂及其制备方法，属于木质素材料制备技术领域，是木质素磺酸盐的改性及新产品开发。尤其涉及一种以木质素磺酸钠为原料的高吸水树脂合成方法。

技术背景

木质素磺酸盐是木材水解和造纸制浆行业的主要副产品之一，来源广泛。在电子显微镜下，观察到木质素磺酸盐大分子聚集体近似于球状或块状，其热力学柔性属于中度刚性键聚合物。木质素磺酸盐主要是由结构单元苯丙烷组成，分子结构上含有甲氧基、羟基( 酚羟基和醇羟基) 、不饱和双键、磺酸盐基和醚键等官能团，在一定条件下能与多种物质发生多种反应。目前，木质素磺酸盐及其接枝共聚物主要用做混凝土减水剂、分散剂、泥浆处理剂、土质稳定剂、表面活性剂、水处理剂、黏合剂等。

高吸水树脂(super absorbent polymer，简称SAP) 是一种含强亲水性基团、经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料，具有吸水倍率高、保水性好等特点，在医疗卫生、建筑材料、农林园艺、食品工业以及石油化工和环境保护等领域得到了广泛应用。随着社会可持续发展，具有可生物降解性的高吸水树脂受到了人们的高度重视，引入廉价木质素磺酸盐对高吸水树脂进行改性，降低了高吸水树脂的成本，复合后产物的吸水倍率、耐盐性及凝胶强度都得到很大改善。因此，生物质系高吸水树脂备受关注。

超声波与声波一样，是物质介质中的一种弹性机械波，作为一种新的能量形式，其对化学反应的革新日益受到人们的关注．目前，超声在有机合成、高聚物化学、分析化学、电化学、环境化学、制备等各领域内的研究非常活跃，并且在研究和应用方面都取得了许多成果．超声波的引发、搅拌、分散、混合（乳化）等作用，不仅使很多以往不能进行或难以进行的反应得以顺利进行，而且它作为一种方便、迅速、有效、安全的合成技术大大优越于传统的搅拌、外加热方法，使其在聚合反应中得到广泛应用，并得到结构和性能都很优异的高分子聚合物。

丙烯酸为生产吸水树脂的最主要原料，由于石油价格上涨，使丙烯价格上涨，而作为下游产品的丙烯酸价格更是水涨船高，降低丙烯酸用量，寻找合适的替代品或添加剂是本发明的目的。木质素磺酸盐是以纸浆废液为原料，经浓缩和喷雾干燥而制成，性能优异，价格便宜，作为普通减水剂应用已相当普遍，添加在高吸水树脂中能显著降低成本并改善其生物降解性能。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种以木质素磺酸盐为原料，生产环境友好的高吸水树脂的方法。原料易于得到，成本低廉，有利于工业化生产。

本发明的技术方案如下：一种环境友好的木质素高吸水树脂及其制备方法，按照下述步骤进行：

A． 根据中和度称取（16. 1-20. 4份）NaOH于烧杯中，加入200份去离子水搅拌溶解，冷却至室温后置于冰水浴中。

B．随后量取50份丙烯酸, 逐滴滴入NaOH溶液中中和，边滴加边搅拌。

C． 中和反应完成后，依次加入（2-5份）木质素磺酸钠，（1. 05-7. 36份）丙烯酰胺，（0. 58-1. 45份）过硫酸铵和（0. 116-0. 232份） N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀。将烧杯用保鲜膜封口，置于250W (40 kHz) 的超声仪中反应2h。

D． 取出产物，用工业酒精浸泡清洗24h。

E． 在60℃的烘箱中烘干至恒重，粉碎，放置在干燥器中保存。

 

本发明的一个较优公开例中，所述的木素磺酸盐为木质素磺酸钠。

有益效果

本发明采用超声辐射技术，以木质素磺酸盐，丙烯酸和丙烯酰胺为主要原料合成高吸水树脂，结果表明，超声辐照聚合工艺具有反应速度快、反应均匀、易于操作等优点，并能降低生产成本，提高了产品的生物降解性能，同时还实现了合成工艺的绿色环保化和可再生资源木质素的高效利用。制备的高吸水树脂吸水倍率较高，适合工业化生产。

 

附图说明

图1为实施例4样品的断裂面电镜图，图2为实施例4样品的表面电镜图，图3为实施例4样品的红外图。

按照本发明所公开的方法制备得到的吸水树脂吸水倍率在1000倍以上。

本实验所用木质素磺酸钠为工业级，其他试剂皆为分析纯，均为市售。

 

具体实施方式

下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明，以下的克数皆为质量克数。

实施例1