[发明专利]一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料及制备方法，该吸水材料包含组分及其质量配比为：秸秆200份、SP 10份、SA 300份、SB 200份、SM 2份、膨润土2份、G11 20份、氢氧化钠100份，研制的高分子吸水材料具有可降解、高吸水、高保水的特性，制备产品吸水倍率可高达140g/g；制备工艺简单，无需封闭体系，无需充N2排O2，制作成本低，而且制备工艺中没有水洗污水处理的问题。

技术领域

本发明涉及高分子吸水材料技术领域，特别涉及一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料及制备方法。

背景技术

自超吸水性树脂工业化以来，由于市场需求的增长，产量迅速增长。目前，吸水性树脂的研究集中在三个方面：吸水速度，吸水率和凝胶强度。通过增加树脂颗粒的形状和增加特定表面积，可以改善吸水能力。吸收复合材料是提高软凝胶吸收合成超吸水剂的强度的一种新途径，通过在电子显微镜下检查的林建明等，发现膨润土完全存在于树脂调查网络中，提高了凝胶的硬度。日本三菱公司混合了丙烯酸面粉和PVC塑料，不仅增加了水树脂凝胶的强度。还有PVC的吸水能力。许多研究人员努力提高吸水树脂的吸水性能，以提高效率，不断改进现有的合成系统，同时致力于探索聚合物方法和聚合物系统。

1983年，每年全世界的超吸收性树脂产量为6000吨，但1996年又增加了45万吨。根据最新报告，年增长率为8％。1982年，美国树脂的平均售价为7.6美元/千克，但1996年降至1.87美元/千克。当前，世界上约90％的超吸收性树脂用于制造个人护理产品，例如婴儿尿布和女性卫生产品。高吸收性树脂可用作农业和花园中的土壤保湿剂。它在沙漠防护，植草和绿色空间开发方面具有巨大的潜力，可以用作建筑物和电缆的防渗剂；这些吸收性树脂是无毒，无腐蚀性的，可用作蔬菜，水果和鲜花的储藏，包装和运输的水分调节剂。此外，超吸收性树脂还可以用作空气净化器，雪花膏，充气玩具等。随着产量的增加和价格的持续下降，超吸水树脂的应用领域具有很大的发展前景。

专利号为CN85103771淀粉基超级吸水剂的制备一文中提出：水解含淀粉物质接枝丙烯腈或接枝丙烯酰胺后加碱中和制超级吸水剂。接枝共聚的引发剂为过硫酸铵或它的氧化还原体系。在接枝丙烯酰胺时加交联剂N.N亚甲基二丙烯酰铵.聚合过程中不用不断通氨气,只在接枝共聚前抽真空通氮气处理2-5次即可。本吸水剂可吸蒸馏水是它自身重的2000倍左右，可用作农田、林业、医用卫生等方面的吸水保水剂。

谭凤芝等人在淀粉基复合型高吸水材料的制备一文中提出：以淀粉、丙烯酸、高岭土为主要原料,采用复合引发体系过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂、N,N'亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂制备了高吸水复合材料,在三口烧瓶中加入定量的玉米淀粉、去离子水,搅拌均匀,升温糊化20min。待淀粉糊化完全后,添加高岭土均匀混合,降温,通氮,加入预先称量好的引发剂,搅拌15min,加入单体丙烯酸(已用计量氢氧化钠中和至所需中和度并冷却至室温)、交联剂N,N'亚甲基双丙烯酰胺,搅拌升温至反应温度,聚合反应结束后将产物取出,用无水乙醇脱水，树脂在60℃真空烘箱内烘干至恒重，粉碎,得到复合吸水材料。合成的高吸水材料吸蒸馏水倍率为607g/g,吸生理盐水倍率为65g/g。

这一研究利用将秸秆、SA、SB和G11接枝共聚，并通过改变工艺过程的不同条件、简化工艺条件(去除通N2排O2工艺)，解决生产过程中的污水处理问题，设计出新的超吸水性材料。进一步加强产品设计能力，扩大产品应用范围，进一步开发复合材料。创新生产超吸水性材料的技术可为高性能、低生产成本和绿色的混合吸附剂开辟新的途径。

发明内容

本发明提出了一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料及制备方法，主要为解决现有技术中生产工艺复杂，制作成本高，污染严重，使用效果差等问题。

一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料，该吸水材料包含组分及其质量配比为：秸秆200份、SP 10份、SA 300份、SB 200份、SM 2份、膨润土2份、G11 20份、氢氧化钠100份。

一种以秸秆为原料的天然高分子吸水材料的制备方法，包括如下步骤：