[发明专利]一种多羧基淀粉复合型高吸水性树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种多羧基淀粉复合型高吸水性树脂的制备方法，以羧甲基氧化交联淀粉‑高岭土‑硅溶胶三元复配基体为接枝骨架，丙烯酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基磺酸钠为接枝单体，过硫酸钾‑亚硫酸氢钠为接枝引发体系，己二酸、N‑羟甲基丙烯酰胺为交联剂，采用水溶液聚合法合成耐盐性绿色高吸水性树脂。本发明多羧基淀粉复合型高吸水性树脂的主要技术指标是：吸去离子水倍率600～2090g/g，吸自来水倍率310～1020g/g，吸0.9％氯化钠溶液倍率55～190g/g，吸0.9％硫酸镁溶液倍率15～70g/g，吸0.9％氯化钙溶液倍率8～35g/g。

技术领域

本发明属功能性高分子材料技术领域，具体涉及一种多羧基淀粉复合型高吸水性树脂的制备方法。

背景技术

高吸水性树脂是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型功能高分子材料。它不溶于水，也不溶于有机溶剂，具有独特的吸水性能和保水能力，同时具备高分子材料的优点。高吸水性树脂不但能吸收自重数百倍甚至上千倍的纯水，而且还具有极强的保水能力，即使加压和加热下也很难把水分离出来。高吸水性树脂在生理卫生用品、农林园艺、石油化工、土木建筑、食品保鲜、生物医药、日用化工等领域有着广泛的用途。聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类树脂是当前高吸水性材料的主流产品，吸水性能优良，但其来源于石油提炼合成的原料，资源短缺，价格贵，而且其难以被自然界中的微生物和细菌分解，生物降解性差，在大量使用废弃后势必对环境造成巨大污染。随着全球环保意识的增强，研究开发生物可降解的绿色高吸水性树脂已日益受到重视。

淀粉是一种广泛存在的可再生资源，淀粉类高吸水性树脂是一种具有良好的生物降解性能的环境友好型绿色高吸水性树脂。1969年美国农业部北方研究所最初使用Ce4+作为引发剂，使淀粉与丙烯睛接枝共聚制得淀粉-丙烯睛共聚物，开创了淀粉接枝高吸水性树脂的研究领域。1975年日本三洋化成株式会社研究了淀粉接枝丙烯酸钠共聚物超强吸水剂，并于1978年以IM一300代号投放市场，其吸水能力为300g/g，后来又研制出32-1000，吸水率达1000倍。此后世界各国对高吸水性树脂品种、性能和应用等方面进行了大量的研究，其中以美国和日本取得的成效最大。我国淀粉类高吸水性树脂研制工作始于20世纪80年代，经过30年的发展，已取得了一定的成果。目前，淀粉类高吸水性树脂仍然是高吸水性树脂领域的一个研究热点。

经检索，我们查到一些与淀粉基复合型高吸水性树脂相关的专利文献，摘录如下：

1、中国专利，【申请公开号】CN101955568A 【名称】以羧甲基淀粉和淀粉磷酸酯为原料制备双母体高吸水树脂的方法 【主权项】本发明公开了一种以羧甲基淀粉和淀粉磷酸酯为原料制备双母体高吸水树脂的方法，主要特征是：配制氢氧化钠溶液及浓度为1mg/ml的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺溶液；在冰水浴冷却下，用配制好的氢氧化钠溶液中和除去阻聚剂的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度为20％-40％的丙烯酸及其钠盐溶液，其中羧甲基淀粉与丙烯酸、氢氧化钠及溶解氢氧化钠所用去离子水的质量比是1∶6.25-55.00∶0.70-12.22∶6.25-41.67；将羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯及去离子水在搅拌下混合均匀，制备羧甲基淀粉及淀粉磷酸酯的混合溶液，其中羧甲基淀粉与淀粉磷酸酯、溶解羧甲基淀粉及淀粉磷酸酯所用去离子水的质量比是1∶0.25-4.00∶8.75-61.67；将制得的羧甲基淀粉及淀粉磷酸酯的混合溶液与丙烯酸及其钠盐溶液混合，加入羧甲基淀粉质量1.67％-10.83％的过硫酸盐作引发剂、0.083％-1.500％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂，其中羧甲基淀粉与反应体系总水量的质量比是1∶16.67-100.00，然后在氮气保护下搅拌并在水浴中加热，当反应物粘度开始增加时停止搅拌，逐渐升温直至90℃-96℃，并在该温度范围内保温1.5小时，然后停止通氮气，将产品取出，剪切成小块，在40℃-60℃的烘箱中烘干至恒重，粉碎，即得双母体高吸水树脂，该产品的吸去离子水量最高可达1380-1580倍。