[发明专利]一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法，属于橡胶制备技术领域。

背景技术

吸水膨胀橡胶是上个世纪70年代末期开发出的新型功能高分子材料，是在传统的弹性基体中引入亲水集团或亲水组分而制成的，该产品吸水后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，能适应结构变形，并产生较大膨胀压力，在保持基体的弹性和强度的同时，还具有保水止水的能力。因其具有无味、无毒、机械强度高、吸水性好、能适应结构变形等一系列优点，在防水密封领域发挥重要的作用，广泛应用于国内水利、交通、采油、建筑、防洪等众多领域。但目前吸水膨胀橡胶也存在一些问题，其中膨胀吸水树脂/橡胶共混型吸水膨胀橡胶长期浸水后，吸水树脂容易析出，导致吸水膨胀功能的丧失，而且对环境中的离子浓度十分敏感，吸水膨胀功能急剧下降，从而限制了其在相关领域的应用和发展。

魔芋胶是从各种魔芋植物的块茎里提取出的水凝胶状多糖，属于高分子量、非离子型，主要由甘露糖和葡萄糖组成。魔芋胶的用途非常广泛，可用作造纸、印刷胶液、橡胶、陶瓷、摄影胶片的粘着添加剂；在石油工业上可用作钻井泥浆处理剂和压力液注入剂，有效提高工程质量和施工进度；在生物工程上可制成胶质，用于电泳分离；在纺织工业中用作毛、麻、棉纱的浆料，丝绸双面透印的印染糊料和后处理的柔软剂；烟草加工中用作保香剂；化妆品工业上用作护肤霜、洗发水的添加剂；在废水处理中可作杀菌剂的包埋材料，使杀菌剂缓慢释放；在建筑中可作防尘剂，将其与碱和表面活性剂混合后喷洒在将要拆修的建筑物和道路表面，可防止施工中产生灰尘；在化工中通过酯化、成型、皂化、交联后，可作为色谱填料，用于离子交换色谱；经过化学修饰活化，可用于固定化酶或细胞的载体。因此研究出一种魔芋胶吸水膨胀橡胶，在相关领域具有很好的发展前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对吸水树脂/橡胶共混型吸水膨胀橡胶长期浸水后，吸水树脂容易析出，使其对环境中的离子浓度十分敏感，导致吸水膨胀功能急剧下降甚至丧失的弊端，提供了一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法，该方法利用魔芋胶的强吸水性能，改性吸水膨胀橡胶吸水性能，吸水后体积可膨胀8～10倍，浸水后魔芋胶不易析出，吸水性能好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）分别按淀粉和水质量比为1:6进行称量，并置于300～500r/min下旋转搅拌10～15min后形成淀粉浆液，随后将魔芋胶和淀粉浆液按质量比1:3的比例，在500～600r/min下搅拌混合形成淀粉魔芋胶混合溶液，并置于50～60℃下平衡1～2min，随后以12℃/min的加热速率升高温度至95℃，搅拌速率升高至600～800r/min，待温度达到95℃后，再以12℃/min的速率降温至50～60℃，保温30～45min制得魔芋胶淀粉浆液；

（2）待上述魔芋胶淀粉浆液保温完成后，使其静置冷却至20～30℃，再按氯丁二烯橡胶和魔芋胶淀粉浆液质量比为4:1进行搅拌混合，在搅拌速度为3600～4500r/min下，高速搅拌30～45min，制备得氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液；

（3）按氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液和质量分数为1.5%的氯化钙溶液质量比为3:1，在3000r/min下高速搅拌混合，待混合溶液产生絮凝10～15min后，将絮凝物取出并用去离子水反复冲洗3～5次，去除絮凝物表面氯化钙溶液，制得氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物，随后将氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物置于90～95℃烘箱中烘干20～30min，待其烘干完成后，将其取出并在双辊开炼机上压制形成厚度为2～3mm的氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片，并置于80～90℃恒温烘箱中干燥4～8h，去除所含所有水分；

（4）待氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片干燥完成后，将其迅速取出并置于双辊开炼机上进行开炼压制，随后按重量份数比计，分别选取65～80份的丙烯酸钠、10～15份的硬脂酸、1～3份的过氧化二异丙苯、2～6份的二硫化二苯骈噻唑、1～3份的2，2'-二硫代二苯并噻唑、4～6份的纳米氧化锌和1～2份的纳米氧化镁，将上述材料按顺序在开炼过程中依次加入，并反复打包5～8次，形成混炼胶；

（5）将制备的混炼胶取出，并置于烘箱中在20～30℃下，放置10～15h，随后通过平板硫化机进行硫化，硫化条件为151℃×t_s90，待其硫化完成取出混炼胶，即制得一种魔芋胶吸水膨胀橡胶。