辐照制备淀粉基高吸水材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种辐照制备淀粉基高吸水材料的方法。辐照制备淀粉基高吸水材料的方法，其特征是包括如下步骤：1）按照淀粉：丙烯酸：氢氧化钠溶液：水的质量比=6～9:44:47.6～60.9:40～80，选取原料；2）水和淀粉混合，加热糊化，再加氢氧化钠溶液，得到淀粉糊；3）将余下的氢氧化钠溶液放置在冰浴中，注入氢氧化钠溶液中，得中和液；4）淀粉糊和中和液混合均匀；5）混合物在常温、辐照源下辐照1～4kGy后，室温放置8h，得到胶体；6）胶体放在绞肉机中绞碎成条状，得到条状胶体；7）条状胶体放在微波干燥箱中，分步干燥至恒重；8）采用粉碎机粉碎步骤7）得到的干燥材料，过20～100目筛，得到辐照制备淀粉基高吸水材料。制备的吸水材料性能高、成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。，其特征是包括如下步骤：1）按照淀粉：丙烯酸：氢氧化钠溶液：水的质量比=6～9:44:47.6～60.9:40～80，选取原料；2）水和淀粉混合，加热糊化，再加氢氧化钠溶液，得到淀粉糊；3）将余下的氢氧化钠溶液放置在冰浴中，注入氢氧化钠溶液中，得中和液；4）淀粉糊和中和液混合均匀；5）混合物在常温、辐照源下辐照1～4kGy后，室温放置8h，得到胶体；6）胶体放在绞肉机中绞碎成条状，得到条状胶体；7）条状胶体放在微波干燥箱中，分步干燥至恒重；8）采用粉碎机粉碎步骤7）得到的干燥材料，过20～100目筛，得到辐照制备淀粉基高吸水材料。制备的吸水材料性能高、成本低。【专利说明】
本专利技术属于化工、卫生、农林
，涉及吸水材料的制备，具体涉及一种。
技术介绍
吸水材料是一类含有亲水基团和交联结构的大分子，主要分为淀粉系、纤维素系、合成聚合物系几大类，其中淀粉系具有原料普通、成本低、易降解的优点，是应用最广泛的一类。传统的淀粉丙烯酸类吸水材料制备方法是采用化学法反相溶液聚合法，以重金属试剂为引发剂，大量的有机溶剂需要回收处理，混合反应条件难以控制，另外还存在吸水材料中重金属残留的问题。辐照法以非接触性射线为引发剂、水溶液聚合法，避免设备投资大、溶剂回收困难、化学残留的问题，因此，辐照法倍受吸水材料制备企业关注。由于采用水聚合法，需要大量的水参与反应，辐照法吸水材料试生产过程中存在照后胶体切分粘连、干燥困难等问题。本专利技术提供，可解决辐照法的操作难题，适合企业实际生产需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，该方法可解决吸水材料制备过程中的含水量大、胶体切分困难、干燥脱水问题，制备的吸水材料性能高、成本低。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是:，其特征是包括如下步骤:1)按照淀粉:丙烯酸:氢氧化钠溶液(氢氧化钠水溶液):水的质量比=6~9:44:47.6 ~60.9:40 ~80 (优选 7:44:60.9:60)，选取原料；2)将步骤I)选取的水与步骤I)选取的淀粉混合，搅拌均匀、加热糊化，再加少量的氢氧化钠溶液(约5克，此时淀粉糊变得更透明)，得到淀粉糊；3)将余下的氢氧化钠溶液放置在冰浴中，步骤I)选取的丙烯酸缓慢注入氢氧化钠溶液中，搅拌散热，得中和液；4)将步骤2)制备的淀粉糊和步骤3)制备的中和液混合均匀，并灌入塑料袋内，排除空气，封口，得到混合物；5)将步骤4)制备的混合物在常温、辐照源下辐照I~4kGy后，室温放置8h左右(7.9-8.1h)，得到胶体；6)将步骤5)得到的胶体放在绞肉机中绞碎成条状，得到条状胶体；7)将步骤6)得到的条状胶体平铺在塑料托盘中，放在微波干燥箱中，分段干燥至恒重；8)采用粉碎机粉碎步骤7)得到的干燥材料(即干燥的条状胶体)，过20~100目筛，得到辐照制备淀粉基高吸水材料(产品采用自封口袋封装)。步骤I)中的淀粉为魔芋飞粉、玉米淀粉等中的任意一种。步骤I)中的氢氧化钠溶液的浓度为32wt%。步骤2)中加热的温度为90°C。步骤2)中氢氧化钠溶液加入量为步骤I)选取的氢氧化钠溶液总质量的8.2-10.5%，调节淀粉糊的pH为8左右。步骤5)中辐照源为6tlCo-Y射线、X射线、电子束等中的任意一种，优选的为60Co- Y 射线。步骤7)中分三段干燥，第1次进微波:控制微波干燥温度不超过80°C，条状胶体均匀平铺厚度2厘米以内，干燥后的条状胶体的含水量降为35-50% ;第2次进微波:控制微波干燥温度不超过100°C，第2次干燥后的条状胶体的含水量降为20-30% ;第3次进微波:控制微波干燥温度不超过100°C，第3次干燥后的条状胶体的含水量降为8-12%。步骤2)中少量氢氧化钠溶液加入淀粉糊中，可调淀粉糊的pH在8左右，有利于淀粉基团的充分暴露。步骤3)在冰浴条件下将丙烯酸往氢氧化钠中缓慢注入，并搅拌，减少丙烯酸的挥发损失。步骤4)封口时排除空气，对产品同样起到氮气保护的作用，可减少充氮气的环节，并提高接枝率。步骤6)中采用绞肉机粉碎照后胶块，解决照后胶块切分的难题。步骤7)将条状胶块单层平铺，胶体厚度2厘米以内，采用微波干燥法，可解决鼓风干燥时间长、胶体难以干透的难题；采用微波分段干燥，避免高频微波干燥造成产品性能急剧降低。步骤5)辐照后室温放置8h，性能提高10%左右。本专利技术对现有工艺的几处改进为:1)保持丙烯酸质量比44的比例比变，调整淀粉:氢氧化钠溶液:水的质`量比为:6~9:47.6~60.9:40~80范围，降低含水量在50%-70%范围，节省干燥成本20%以上；2)中和液的配制采用冰浴条件，减少常温混合时的丙烯酸挥发损失，提高接枝率和减少污染；3)混合灌装时排除空气【本专利技术的步骤4)】，可起到氮气保护的作用，减少常规充氮成本；4)增加照后胶体的放置时间(辐照后室温放置8h)，提高产品性能10%左右；5)采用绞肉机破碎胶块为条状，解决其他机器或手工切分胶块时的粘连难题，高效节能；6)采用微波分段干燥法，解决鼓风干燥时间长、难以干透的难题，以及常规微波一次干燥造成的高温影响，节能节时。本专利技术的有益效果是:本专利技术的几种改进解决了水溶液聚合法中四个难题:1)水分含量高的难题；2)胶体切分粘连难题；3)产品干燥脱水难题；4)丙烯酸利用率低和挥发后环境污染的难题。本专利技术同时降低制备吸水材料的原料成本和生产成本，吸水材料性能为:吸收自来水、纯水、盐水和血浆分别为350、687、59和16g/g，符合纸尿裤高吸收性树脂的国家标准GB/T22905-2008，制备的吸水材料性能高。本专利技术可应用于各种规模吸水树脂生产企业辐照法制备吸水树脂的工艺改进:包括配方比例、混合环节、灌装环节、照后粉碎环节、干燥环节，节省原料、生产、运输、排污的成本，提高产品利润。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术制备的吸水材料的扫描电镜图。图2是本专利技术制备的吸水材料的红外光谱图。图3是本专利技术制备的吸水材料不同温度下吸收自来水曲线图。【具体实施方式】为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1:，包括如下步骤:I)选取淀粉(魔芋飞粉)7克，丙烯酸44克，32wt%氢氧化钠水溶液60.9克，水60克，待用;2)将淀粉与水混合均匀，搅拌，加热到90°C糊化，再加步骤I)选取的氢氧化钠溶液5克，此时淀粉糊变得更透明，得到淀粉糊；3)在冰浴中将步骤I)选取的丙烯酸缓慢注入余下的氢氧化钠溶液中，搅拌散热，得中和液；4)将步骤2)制备的淀粉糊和步骤3)制备的中和液混合均匀，灌袋，排除空气，封口，得到混合物；5)灌袋后的混合物在常温、辐照源为6tlCo-Y射线下辐照IkGy后，室温放置8h，得到胶体；6)辐照后的胶体放在绞肉机中绞碎成条状，单层平铺在托盘中，得到条状胶体；7)将条状胶体连同托盘放在微波干燥箱中，分3次干燥完毕(注:做扫描电镜分析时，此处采用冷冻干燥);第1次进微波:控制微波干燥温度不超过80°C，条状胶体均匀平铺厚度2厘米以内，干燥后的条状胶体的含水量降为50% ;第2次进微波:控制微波干燥温度不超过100°C，第2次干燥后的条状胶体的含水量降为30% ;第3次进微波:控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
辐照制备淀粉基高吸水材料的方法，其特征是包括如下步骤：1）按照淀粉：丙烯酸：氢氧化钠溶液：水的质量比=6～9:44:47.6～60.9:40～80，选取原料；2）将步骤1）选取的水与步骤1）选取的淀粉混合，搅拌均匀、加热糊化，再加少量的氢氧化钠溶液，得到淀粉糊；3）将余下的氢氧化钠溶液放置在冰浴中，步骤1）选取的丙烯酸注入氢氧化钠溶液中，搅拌散热，得中和液；4）将步骤2）制备的淀粉糊和步骤3）制备的中和液混合均匀，并灌入塑料袋内，排除空气，封口，得到混合物；5）将步骤4）制备的混合物在常温、辐照源下辐照1～4kGy后，室温放置8h左右，得到胶体；6）将步骤5）得到的胶体放在绞肉机中绞碎成条状，得到条状胶体；7）将步骤6）得到的条状胶体平铺在塑料托盘中，放在微波干燥箱中，分段干燥至恒重；8）采用粉碎机粉碎步骤7）得到的干燥材料，过20～100目筛，得到辐照制备淀粉基高吸水材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿胜荣，熊光权，夏和舟，廖涛，李新，鉏晓艳，江洪有，邱建辉，陈玉霞，叶丽秀，谷峰，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，
类型：发明
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