專(zhuān)利名稱(chēng)：堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成含氮高吸水樹(shù)脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、園藝等領(lǐng)域的新型功能高分子材料-高 吸水樹(shù)脂的合成方法，特別指以馬鈴薯淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、氫氧化鈉為主要原料合成 含氮高吸水樹(shù)脂的一種新型的簡(jiǎn)易制備方法。
背景技術(shù)：
高吸水樹(shù)脂優(yōu)良的吸水性和保水性使其在許多領(lǐng)域內(nèi)都得到了應(yīng)用。將高吸水樹(shù) 脂加入到土壤中，可以改變土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增大土壤的透水性、透氣性，并可將加入的水 儲(chǔ)存起來(lái)，在干旱地區(qū)土壤的水分保持、沙漠防治等方面具有誘人的前景。目前該類(lèi)產(chǎn)品已 廣泛用于種子包衣、荒漠化治理、農(nóng)林園藝等領(lǐng)域，其需求量以很高的速度增長(zhǎng)。高吸水樹(shù)脂的制備方法很多，合成原料豐富，生產(chǎn)工藝各異。雖然我國(guó)在高吸水 樹(shù)脂的研究方面取得了一定的成果，但已產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品在性能和品種方面還存在著許多 問(wèn)題，如樹(shù)脂的吸水倍數(shù)低、耐鹽性能差、吸水后的凝膠強(qiáng)度低、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品成本高 等，而且在吸水理論、吸水性能和應(yīng)用方面的研究還不多，工業(yè)化生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的品種和數(shù) 量還比較少，有許多工作需要人們深入去做。我們應(yīng)該充分發(fā)揮我國(guó)馬鈴薯淀粉天然資源 豐富的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)出高品質(zhì)的適合我國(guó)國(guó)情的高吸水樹(shù)脂，為高吸水樹(shù)脂成為我國(guó)第三大 農(nóng)用化學(xué)品和應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。高吸水樹(shù)脂吸水性極強(qiáng)，其吸水后溶脹為凝膠，當(dāng)受到外力擠壓時(shí)，水也不易流 失，具有優(yōu)良的保水性能。高吸水樹(shù)脂作為一種新型的功能高分子材料，誕生于20世紀(jì)60 年代，目前，以淀粉為原料合成的高吸水樹(shù)脂發(fā)展非常迅速。淀粉是較好的合成高吸水樹(shù)脂的原料之一，它是一種可再生、來(lái)源廣泛的天然高 分子化合物。淀粉與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等親水性烯類(lèi)單體的接枝聚合或共聚物是目 前高吸水樹(shù)脂市場(chǎng)中的主要品種之一。由于淀粉價(jià)格低廉、生物降解性能好，在市場(chǎng)上相對(duì) 其它合成系列有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且用馬鈴薯淀粉制備的高吸水樹(shù)脂具有吸水倍數(shù)高、吸水 速度快等優(yōu)點(diǎn)，所以以馬鈴薯淀粉為原料合成的高吸水樹(shù)脂具有更廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種合成高吸水樹(shù)脂的新型方法，這種制備方法 以馬鈴薯淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、氫氧化鈉、過(guò)硫酸鉀、N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺為主要 原料，經(jīng)合理的配比、簡(jiǎn)單的合成路線(xiàn)制得含氮高吸水樹(shù)脂。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是由如下方案解決的堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成 含氮高吸水樹(shù)脂的方法，其特征是配制濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液 0.8-1. 4ml，其中馬鈴薯淀粉與N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比是1 0.0016-0.0028; 馬鈴薯淀粉與去離子水以1 3的質(zhì)量比混合，攪拌0.5-1. 0h，配制氫氧根摩爾濃度是 0. 550-0. 700mol/L的強(qiáng)堿溶液，其中馬鈴薯淀粉與強(qiáng)堿的質(zhì)量比是1 0. 044-0. 078，用 配制好的強(qiáng)堿溶液在室溫下以10-15秒/滴的滴速糊化馬鈴薯淀粉乳，制得堿糊化馬鈴薯淀粉；在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉溶液中和除去阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸中和度為 30%-80%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，其中馬鈴薯淀粉與丙烯酸、氫氧化鈉、溶解氫氧化鈉的 去離子水的質(zhì)量比是1 3-7 0. 500-3. 108 5 ；配制丙烯酰胺溶液，其中馬鈴薯淀粉 與丙烯酰胺、溶解丙烯酰胺的去離子水的質(zhì)量比為1 0.5-2.5 3;將制得的堿糊化馬鈴 薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽溶液、丙烯酰胺溶液混合，同時(shí)補(bǔ)加去離子水，其中馬鈴薯淀粉與 補(bǔ)加去離子水的質(zhì)量比是1 0-4. 754，加入馬鈴薯淀粉質(zhì)量1.4-1. 8%的過(guò)硫酸鉀做引 發(fā)劑，加入濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液0. 8-1. 4ml做交聯(lián)劑，室溫下 攪拌0. 5-1. 0h，使其混合均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，水浴加熱，使堿糊化馬鈴薯淀粉與丙烯酸及 其鈉鹽、丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，并使反應(yīng)物在沸水浴加熱下保溫1. 0-2. 0h，將產(chǎn)物取 出，烘干并粉碎，即得含氮高吸水樹(shù)脂。所制得的含氮高吸水樹(shù)脂的最高吸去離子水量為 1200-1400g/g。上述技術(shù)方案所述，配制氫氧根摩爾濃度是0. 550-0. 700mol/L的強(qiáng)堿溶液時(shí)所 用的強(qiáng)堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀，優(yōu)選氫氧化鈉。上述技術(shù)方案所述，所制得的高吸水樹(shù)脂的丙烯酸中和度是30% -80%，其中和 度是 30%，40%，50%，60%，65%，70%，80%。中和度優(yōu)選 40% -80%，最優(yōu)選 60% -80%。上述技術(shù)方案所述，補(bǔ)加去離子水的目的是除了交聯(lián)劑溶液的體積以外，為了使 反應(yīng)體系的總體積保持一致。除了補(bǔ)加的去離子水，反應(yīng)體系中其他的液體包括堿糊化時(shí) 溶解強(qiáng)堿的去離子水、中和丙烯酸時(shí)溶解氫氧化鈉的去離子水、分散馬鈴薯淀粉的去離子 水、丙烯酸液體以及溶解丙烯酰胺的去離子水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明專(zhuān)利完全用強(qiáng)堿溶液在室溫下對(duì)馬鈴薯淀粉乳進(jìn)行糊 化，并首次用該制得的堿糊化馬鈴薯淀粉進(jìn)行含氮高吸水樹(shù)脂的合成，最終所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂的吸液能力較好，其最高吸去離子水量在1200-1400倍。2、在以淀粉為母體合 成高吸水樹(shù)脂的過(guò)程中，首先都要將淀粉加熱糊化，再與單體進(jìn)行接枝共聚合成高吸水樹(shù) 脂，但是淀粉的熱糊化主要有以下的缺點(diǎn)(1)加熱糊化需要耗費(fèi)很大的熱量使才可淀粉 溶液發(fā)生糊化反應(yīng)，并且需要一定的糊化時(shí)間，一般淀粉的糊化溫度為50°C -80°C ； (2)糊 化溫度不宜控制，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致淀粉“老化”，在水中不易分散，使接枝率降低，吸水能力 下降，溫度過(guò)低則淀粉發(fā)生不了糊化作用；(3)不同種類(lèi)的淀粉以及不同生產(chǎn)批次的淀粉 的糊化溫度都會(huì)有差別，而以熱糊化淀粉為原料合成高吸水樹(shù)脂時(shí)對(duì)淀粉的糊化溫度要求 非常嚴(yán)格，這就為大規(guī)模生產(chǎn)造成了非常大的不利因素，并且所合成的高吸水樹(shù)脂的吸水 量不穩(wěn)定、重復(fù)性差。本發(fā)明專(zhuān)利中，采用強(qiáng)堿溶液在室溫下對(duì)馬鈴薯淀粉進(jìn)行糊化、并以 堿糊化后的馬鈴薯淀粉為原料合成高吸水樹(shù)脂的新工藝，克服了以上以熱糊化淀粉為原料 合成高吸水樹(shù)脂時(shí)的缺點(diǎn)，首先，堿糊化無(wú)需加熱、糊化時(shí)間很短，在室溫下即可完成反應(yīng)， 不需要耗費(fèi)熱能；其次，只需將強(qiáng)堿溶液滴加到馬鈴薯淀粉乳中，并控制滴加速度即可完成 馬鈴薯淀粉的糊化，這要比控制溫度更加直觀簡(jiǎn)便，更利于大規(guī)模的生產(chǎn)，具有意想不到的 技術(shù)效果。3、生產(chǎn)該產(chǎn)品的原料是馬鈴薯淀粉，它是我國(guó)北方地區(qū)產(chǎn)量非常大的農(nóng)產(chǎn)品，該 產(chǎn)品的推廣會(huì)給我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的深加工拓展出一條新的道路，使農(nóng)民增加收入。


圖1是制備含氮高吸水樹(shù)脂的工藝流程圖
圖2是堿糊化時(shí)氫氧化鈉用量對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)圖3是丙烯酰胺用量對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)圖4是丙烯酸用量對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)圖5是丙烯酸的中和度對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)圖6是交聯(lián)劑用量對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)圖7是引發(fā)劑用量對(duì)產(chǎn)品吸去離子水量的影響曲線(xiàn)
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 稱(chēng)取0. 24g氫氧化鈉，溶解于10. Oml去離子水中，配制成氫氧根摩爾濃 度為0. 600mol/L的氫氧化鈉溶液；稱(chēng)取8. 3g氫氧化鈉，溶解于25. Oml去離子水中，配制 成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml)除去阻聚劑的丙烯 酸，制得丙烯酸的中和度為50%的丙烯酸及其鈉鹽溶液；稱(chēng)取5. Og馬鈴薯淀粉，與15. Oml 去離子水混合，攪拌0. 5h后，用氫氧根摩爾濃度為0. 600mol/L的氫氧化鈉溶液以10_15#/ w的滴速糊化馬鈴薯淀粉乳；稱(chēng)取IOg丙烯酰胺，溶解于15ml去離子水中；將制得的堿糊化 馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽溶液、丙烯酰胺溶液混合，補(bǔ)加14. 3ml去離子水，加入80mg 過(guò)硫酸鉀、5ml濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液，于室溫下攪拌0. 5h，使其 混合均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下水浴加熱逐漸升溫，使堿糊化馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉 鹽、丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，并使產(chǎn)物在沸水浴中保溫1.0-2. 0h，將產(chǎn)物取出，烘干并 粉碎，即得含氮高吸水樹(shù)脂。本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為780g/g。實(shí)施例2 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取氫氧化鈉0. 22g，溶解于10. Oml 去離子水中，配制氫氧根摩爾濃度為0. 550mol/L的氫氧化鈉溶液，本實(shí)施例所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為595g/g。實(shí)施例3 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取氫氧化鈉0. 23g，溶解于10. Oml 去離子水中，配制氫氧根摩爾濃度為0. 575mol/L的氫氧化鈉溶液，本實(shí)施例所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為720g/g。實(shí)施例4 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取氫氧化鈉0. 25g，溶解于10. Oml 去離子水中，配制氫氧根摩爾濃度為0. 625mol/L的氫氧化鈉溶液，本實(shí)施例所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為660g/g。實(shí)施例5 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取氫氧化鈉0. 26g，溶解于10. Oml 去離子水中，配制氫氧根摩爾濃度為0. 650mol/L的氫氧化鈉溶液，本實(shí)施例所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為650g/g。實(shí)施例6 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取氫氧化鈉0. 27g，溶解于10. Oml 去離子水中，配制氫氧根摩爾濃度為0. 675mol/L的氫氧化鈉溶液，本實(shí)施例所制得的含氮 高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為625g/g。實(shí)施例7 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取2. 5g丙烯酰胺，溶解于15ml去離 子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1340g/g。實(shí)施例8 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取5. Og丙烯酰胺，溶解于15ml去離 子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1135g/g。實(shí)施例9 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取7. 5g丙烯酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為900g/g。實(shí)施例10 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取12. 5g丙烯酰胺，溶解于15ml去 離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為550g/g。實(shí)施例11 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取4. 2g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和15. 0g(14. 26ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為50%的丙烯酸及其鈉鹽溶液；稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為810g/實(shí)施例12 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取5. 6g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和20. 0g(19. Olml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為50%的丙烯酸及其鈉鹽溶液；稱(chēng)取5. Og丙烯
酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為840g/ g°實(shí)施例13 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取6. 9g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和25. Og(23. 76ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為50%的丙烯酸及其鈉鹽溶液；稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為890g/實(shí)施例14 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取11. Ig氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和35. Og(33. 27ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為50%的丙烯酸及其鈉鹽溶液；稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為820g/實(shí)施例15 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取5. Og氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為30%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為890g/實(shí)施例16 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取6. 7g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為40%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1020g/實(shí)施例17 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. Og氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為60%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1270g/實(shí)施例18 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1400g/實(shí)施例19 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取11. 7g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為70%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1270g/實(shí)施例20 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取13. 3g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為80%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯
酰胺，溶解于15ml去離子水中，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1240g/ g°實(shí)施例21 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入4ml濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液， 本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為860g/g。實(shí)施例22 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入5. 5ml濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶 液，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為1030g/g。實(shí)施例23 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入6ml濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液， 本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為970g/g。實(shí)施例24 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入7ml濃度為2mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液， 本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸去離子水量為920g/g。實(shí)施例25 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入70mg過(guò)硫酸鉀，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸 去離子水量為800g/g。
實(shí)施例26 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入75mg過(guò)硫酸鉀，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸 去離子水量為830g/g。實(shí)施例27 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入85mg過(guò)硫酸鉀，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸 去離子水量為1080g/g。實(shí)施例28 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，所不同的是稱(chēng)取10. 8g氫氧化鈉，溶解于25. Oml 去離子水中，配制成氫氧化鈉溶液，在冰水浴冷卻及攪拌的條件下，中和30. Og(28. 52ml) 除去阻聚劑的丙烯酸，制得丙烯酸的中和度為65%的丙烯酸及其鈉鹽溶液，稱(chēng)取5. Og丙烯 酰胺，溶解于15ml去離子水中，加入90mg過(guò)硫酸鉀，本實(shí)施例所制得的含氮高吸水樹(shù)脂吸 去離子水量為970g/g。
權(quán)利要求
堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成含氮高吸水樹(shù)脂的方法，其特征是配制濃度為2mg/ml的N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺溶液0.8 1.4ml，其中馬鈴薯淀粉與N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比是1∶0.0016 0.0028；馬鈴薯淀粉與去離子水以1∶3的質(zhì)量比混合，攪拌0.5 1.0h，配制氫氧根摩爾濃度是0.550 0.700mol/L的強(qiáng)堿溶液，其中馬鈴薯淀粉與強(qiáng)堿的質(zhì)量比是1∶0.044 0.078，用配制好的強(qiáng)堿溶液在室溫下以10 15秒/滴的滴速糊化馬鈴薯淀粉乳，制得堿糊化馬鈴薯淀粉；在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉溶液中和除去阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸的中和度為30％ 80％的丙烯酸及其鈉鹽溶液，其中馬鈴薯淀粉與丙烯酸、氫氧化鈉、溶解氫氧化鈉的去離子水的質(zhì)量比是1∶3 7∶0.500 3.108∶5；配制丙烯酰胺溶液，其中馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺、溶解丙烯酰胺去離子水的質(zhì)量比為1∶0.5 2.5∶3；將制得的堿糊化馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽溶液、丙烯酰胺溶液混合，同時(shí)補(bǔ)加去離子水，其中馬鈴薯淀粉與補(bǔ)加去離子水的質(zhì)量比是1∶0 4.754，加入馬鈴薯淀粉質(zhì)量1.4 1.8％的過(guò)硫酸鉀做引發(fā)劑，加入濃度為2mg/ml的N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺溶液0.8 1.4ml做交聯(lián)劑，室溫下攪拌0.5 1.0h，使其混合均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，水浴加熱，使堿糊化馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽、丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，并使產(chǎn)物在沸水浴中保溫1.0 2.0h，將產(chǎn)物取出，烘干并粉碎，即得含氮高吸水樹(shù)脂。所制得的含氮高吸水樹(shù)脂的最高吸去離子水量為1200 1400g/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成含氮高吸水樹(shù)脂的方法，其特 征是配制氫氧根摩爾濃度是0. 550-0. 700mol/L的強(qiáng)堿溶液時(shí)所用的強(qiáng)堿是氫氧化鈉、氫 氧化鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成含氮高吸水樹(shù)脂的方法，其特 征是配制氫氧根摩爾濃度是0. 550-0. 700mol/L的強(qiáng)堿溶液時(shí)所用的強(qiáng)堿是氫氧化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述堿糊化馬鈴薯淀粉接枝共聚合成含氮高吸水樹(shù)脂的方法，其特 征是所制得高吸水樹(shù)脂的丙烯酸的中和度是40% -80%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種合成高吸水樹(shù)脂的新工藝，主要為配制一定濃度的強(qiáng)堿溶液，室溫下滴加到馬鈴薯淀粉乳中，制得堿糊化馬鈴薯淀粉，氮?dú)獗Ｗo(hù)下水浴加熱，使堿糊化馬鈴薯淀粉與丙烯酸及其鈉鹽、丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)制得含氮高吸水樹(shù)脂，所制得的含氮高吸水樹(shù)脂的吸液能力較好，其最高吸去離子水量在1200-1500倍。本發(fā)明專(zhuān)利完全用強(qiáng)堿溶液在室溫下對(duì)馬鈴薯淀粉乳進(jìn)行糊化，并首次用所制得的堿糊化馬鈴薯淀粉進(jìn)行含氮高吸水樹(shù)脂的合成，與其他高吸水樹(shù)脂的制備方法相比，其工藝簡(jiǎn)單，耗能少，易操作及控制，為未來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)高吸水樹(shù)脂拓展出一條新的道路。
文檔編號(hào)C08F251/00GK101935379SQ201010500979
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者吳小俊, 崔煒, 張偉, 張思思, 房振璐, 林波, 江濤, 溫國(guó)華, 王智鑫, 目仁更 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古大學(xué)