[发明专利]一种具有多孔三维结构的高吸水性树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有多孔三维结构的高吸水性树脂及其制备方法，具体步骤为：依次向已中和的水溶性不饱和单体溶液中加入胶原凝胶溶液、交联剂、引发剂、P123和纳米氧化硅，进行聚合反应，之后使用三维打印的低温快速成型技术对生成的凝胶进行处理，得粒径在0.20‑0.71mm的淡黄色颗粒状样品。有益效果为：本发明使用三维打印的低温快速成型技术制备高吸水性树脂的大孔和微孔孔径；本发明添加P123和纳米氧化硅，与三维打印技术协同作用，在树脂内部形成相互连通的多尺寸孔径结构，使树脂内部封闭的分散介质溢出，消除树脂因吸水溶胀而挥发出的原料气味；本发明制得的高吸水性树脂，吸收速度快，可作为卫生材料的用途。

技术领域

本发明涉及高分子材料应用技术领域，尤其是涉及一种具有多孔三维结构的高吸水性树脂及其制备方法。

背景技术

高吸水性功能高分子树脂材料，由于其分子结构中带有大量的亲水基团，能吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水，同时其交联形成的三维网络结构使其不溶于水但能缓慢的释放所吸收的水分，因而在农林业、建筑材料、食品工业和卫生用品等领域都有广泛的应用，其中尤以纸尿裤和卫生巾使用更为大宗。

当纸尿裤或卫生巾吸收层中的高吸水性树脂或纸浆纤维在吸收液体后，会迅速膨胀从而造成高吸水性树脂与纸浆纤维中的空隙空间或高吸水性树脂内的孔洞被封闭，因而抑制了液体的传导，导致以后的液体不能再穿透已被液体吸收而膨胀的区域，一方面造成其余的液体无法到达更深层的部份，使得吸收层储存液体的能力大幅降低，另一方面，造成其余液体转而向边缘流动，导致发生侧漏。而且，尿液和血液中含有盐，蛋白质分子等，会减弱高吸水性树脂的吸收速度和吸收量。

血液中的蛋白质大分子，尺寸在1-100nm之间，微孔、介孔都不足以快速吸收容纳蛋白质大分子团，而目前的高分子树脂材料多是采用发泡剂来形成材料内部的微孔，但这些微孔的大小、形状及分布都不能很好的控制，且微孔之间的连通率难以保证，仍然不能防止阻塞、侧漏的情况发生，而基于快速成形原理的三维打印成形方法有望实现大孔、微孔共存的多级结构，目前，将三维打印的低温快速成型技术应用于高分子树脂的制备，还未见报道。

作为卫生材料使用的高吸水性树脂，已知是使用交联剂、引发剂、改性剂和分散介质等通过聚合反应生产，因此，在生成高吸水性树脂时，少量分散介质会被封闭在吸水性树脂颗粒中，不能通过加热的后处理方法除去，但是，在高吸水性树脂吸水溶胀时，这些分散介质却会溢出从而挥发出原料组分的气味。因为这些卫生材料穿戴在人身体上，即使气味轻微，也会使穿戴这种卫生材料的人感到不舒服，因此需要开发无气味材料。

现有技术如授权公告号为CN 104958785 B的中国发明专利，公开了一种具有二级三维结构的复合骨修复材料及其制备方法。该方法利用低温快速成型技术将纳米羟基磷灰石、丝素和胶原共混物按照设计孔径制备出具有大孔结构的三维复合凝胶，再通过后期的冷冻干燥使溶剂进行升华得到微孔，从而制备出具有二级三维结构的骨修复支架材料。但是该三维打印方法是针对骨修复材料领域。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种吸收速度快、吸收量多、制备工艺简单、具有多孔三维结构的高吸水性树脂的制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种吸收速度快、吸收量多、具有多孔三维结构的高吸水性树脂。

本发明针对上述技术中提到的问题，采取的技术方案为：

一种具有多孔三维结构的高吸水性树脂的制备方法，包括不饱和单体中和、胶原凝胶溶液制备、聚合反应、三维打印、粉碎筛选处理，具体步骤为：

不饱和单体中和：取碱金属或碱土金属的氢氧化物或是碳酸化合物，滴加至含酸基的水溶性不饱和单体中，使不饱和单体的酸基中和率在40-85％的范围内，不饱和单体的浓度在30-55wt％范围的水溶液中；