[发明专利]一种淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料和制备方法

说明书

本发明涉及丙烯酸吸水材料技术领域，且公开了一种淀粉接枝聚丙烯酸‑蒙脱土的高吸水材料，以淀粉黄原酸酯作为RAFT大分子引发剂，通过可逆加成‑断裂链转移聚合法，以高比表面积的钠基蒙脱土作为载体，使丙烯酸在淀粉基体中原位自由基聚合，得到淀粉化学接枝聚丙烯酸负载蒙脱土，形成化学交联和物理交联的互穿网络三维复合材料，因此具有更高的结构稳定性和力学性能，有利于复合吸附材料在吸收大量体积的水，仍然保持良好的结构稳定性和三维网络结构，避免材料基体结构塌陷和分解，同时具有大量的亲水性羧基和羟基基团，具有优异的可溶胀性、吸收性能和保水性能。

技术领域

本发明涉及丙烯酸吸水材料技术领域，具体为一种淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料和制备方法。

背景技术

高吸水材料是一种含有大量羟基、羧基等强亲水性基团，并具有良好的交联度和三维网络结构，是一种水溶胀型高分子聚合物，高吸水材料在水和有机溶剂中很难溶解，但是可以溶胀，具有优异的吸水性能和保水性能，同时具备高分子材料的强度大，韧性好等优点。

传统的高吸水材料主要为丙烯酸吸水材料，在油田堵水调剂、原油脱水、卫生用品等方面具有广阔的应用前景，但是传统的丙烯酸吸水材料的吸水性能有限，基体的结构稳定性和溶胀性较差，导致在盐溶液中的吸水性和保水性能更差，因此进一步开发性能优异的聚丙烯酸高吸水材料成为研究热点。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料和制备方法，解决了传统的丙烯酸吸水材料在盐溶液中的吸水性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料，所述淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料的制备方法如下所示：

(1)向锥形反应瓶中加入蒸馏水、氢氧化钠和可溶性淀粉，搅拌20-40min，再加入二硫化碳，置于水浴锅中，加热至45-65℃，反应5-10h，冷却后加入乙醇直至有大量沉淀析出，过滤后使用乙醇洗涤纯化，得到淀粉黄原酸钠。

(2)向锥形反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和淀粉黄原酸钠，搅拌6-12h，再加入2-溴丁酸甲酯，置于水浴锅中，在35-45℃下反应6-12h，冷却后加入甲醇析出沉淀，过滤后使用甲醇洗涤纯化，得到淀粉黄原酸酯。

(3)锥形反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和钠基蒙脱土，超声分散后加入淀粉黄原酸酯和丙烯酸，进行冷冻-抽真空和充氮气除氧过程，在氮气氛围中，加入偶氮二异丁腈，置于水浴锅中，加热至60-80℃，反应2-5h，再加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，反应6-12h，冷却后加入丙酮析出沉淀，过滤后使用蒸馏水透析纯化，得到淀粉接枝聚丙烯酸-蒙脱土的高吸水材料。

优选的，所述水浴锅包括磁力加热搅拌器，磁力加热搅拌器上方设置有水浴槽，水浴槽周围设置有保温层，保温层内部活动连接有旋转阀，旋转阀固定连接有载物板，载物板上方设置有锥形反应瓶。

优选的，所述步骤(1)中的氢氧化钠、可溶性淀粉和二硫化碳的质量比为120-180:100:40-70。

优选的，所述步骤(2)中的淀粉黄原酸钠和2-溴丁酸甲酯的质量比为10:20-50。

优选的，所述步骤(3)中的钠基蒙脱土、淀粉黄原酸酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为4-8:3-12:100:0.1-0.3:0.4-1。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下化学机理和有益技术效果：