用微波辐射沙蒿胶接枝聚合丙烯酸（盐）制备高吸水材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸（盐）制备吸水材料。其制备工艺是将丙烯酸用氢氧化钠或氢氧化钾或氨水部分中和，然后加入引发剂，搅拌下加入沙蒿胶或其它植物胶，使体系均匀后，置于微波反应装置中。调节至一定的辐射功率及辐射时间，不需外加交联剂，使沙蒿胶与丙烯酸（盐）进行接枝聚合，将产物烘干，粉碎即可得最终产品。本发明专利技术所制得的吸水材料的吸水率为４００－５００ｍｌ／ｇ。采用微波辐射技术，聚合反应时间仅需４－５ｍｉｎ。本发明专利技术能解决现有吸水材料成本偏高的问题，其可广泛用于生态环境治理方面的抗风蚀剂，固沙种草剂，并在促进种子发芽生根、抗旱保苗的旱作农业方面发挥积极作用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吸水材料，特别是用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)制备的吸水材料。
技术介绍
微波作为一种崭新的能源已经逐渐步入了化学领域，它对化学反应的促进作用正越来越受到人们的关注。微波用于合成化学始于1986年R.GEDGE等用微波酯化，水解，氧化和亲核取代及DIELS-ALDER环加成反应的研究，此后，在有机化合物的几十类合成反应中都取得了很大的成功。另外，微波在分析化学，聚合反应，化学工程，金属矿冶炼等方面已有不少应用。近年来的研究表明，微波辐射可以使一些多糖类物质发生特殊的反应。沙蒿(Artemisia desertorum)，多年生草本科植物，广泛分布、生长于我国东北、华北及西北等高海拔地区的山坡、山谷和沙漠地带，具有保持土壤，固沙防沙的作用。其籽为黑褐色，长约1mm，光滑长圆状的果实，果实中含有大量的沙蒿胶。沙蒿胶是一种可能具有交联结构的聚杂多糖。它不同于淀粉、纤维素等，其黏度相当于明胶的800倍，其本身能吸收60倍的水，化学性质稳定。其常规接枝反应所需的时间长，接枝效率低。本专利技术利用从沙蒿籽榨油后的工业废渣中分离沙蒿聚多糖，在微波辐射下和丙烯酸进行接枝聚合，制备新型吸水材料。本专利技术基于野沙蒿属多年生草本植物，沙蒿籽储量丰富，植物资源可不断再生；其次制得的吸水材料用于改善土壤，治理沙漠化时成本较低，可以达到以“沙”治沙的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以丙烯酸(盐)接枝沙蒿胶或其它植物胶，经微波辐射聚合制备一种低成本的新型吸水材料，使其能在生态环境建设，固沙种草诸方面得到推广应用。本专利技术的目的可通过如下的措施来实现 一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)制备吸水材料，在冰水浴冷却下，用氢氧化钠中和丙烯酸，并向中和后的丙烯酸盐中加引发剂，充分搅拌，使其均匀后，缓慢加入沙蒿胶，进行剧烈搅拌，使单体及引发剂均匀分散到沙蒿胶质中，得到预反应物。将预反应物置于微波反应装置中。调解辐射功率为180w，辐射时间为4min，进行沙蒿胶接枝丙烯酸盐聚合反应。反应后，取出产物，放入烘干设备中，在60-70℃下烘干，粉碎、包装。沙蒿胶∶丙烯酸∶氢氧化钠(溶液质量比为18％)间的份比为1∶5∶10。与丙烯酸中和还可以是氢氧化钾、或氨水。制备丙烯酸(盐)接枝聚合还可以是刺槐豆胶、或瓜尔豆胶、或罗望子胶。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、本专利技术由于使用了微波技术，使反应周期比常规反应大大缩短，能耗低，得到的产品吸水性能良好，其比照见表1表1 2、本专利技术所得的吸水材料——接枝聚合产物，其接枝率为56％，接枝效率高达到94％，单体转化率达99％。3、本专利技术以廉价的野沙蒿籽榨油后的工业废渣为原料，经微波辐射合成新型吸水材料，其成本仅为现有保水剂的50％，有利于在生态环境建设，抗旱固沙种草植树诸方面得到大量推广应用。4、利用本专利技术的工艺制备丙烯酸(盐)接枝聚合其它植物胶，同样能制备吸水材料。表2表征的是微波辐射丙烯酸(盐)接枝聚合各种植物胶所得吸水材料的吸水性能。表2 5、利用从沙蒿籽榨油后的工业废渣为原料有利于环保，而且该技术在生产过程中本身不产生工业“三废”，符合国家的产业政策。6、本专利技术制备吸水材料时，无需使用交联剂进行化学交联。7、本专利技术的工艺流程短、稳定、可靠。具体实施例方式本专利技术还将结合实施例作进一步的详述实施例一在冰水浴冷却下，将5份丙烯酸用18％的氢氧化钠中和，至中和度为80％。再加入引发剂(0.1g/ml)0.1份，充分搅拌下加入1份的沙蒿胶。搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物放入65℃设备中烘干，然后粉碎，测定其吸水率等性能。将产物在索氏提取器中以丙酮提取36h后，计算其接枝效率、接枝率及单体转化率等。并应用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(TEM)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG-DTA)等进行表征。实施例二在冰水浴冷却下，将5份丙烯酸用18％的氢氧化钾中和，至中和度为80％。再加入引发剂(0.1g/ml)0.1份，充分搅拌下加入1份的刺槐豆胶。搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物放入68℃设备中烘干，然后粉碎，测定其吸水率等性能。将产物在索氏提取器中以丙酮提取36h后，计算其接枝效率、接枝率及单体转化率等，并应用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(TEM)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG-DTA)等进行表征。实施例三在冰水浴冷却下，将5份丙烯酸用18％的氨水中和，至中和度为80％。再加入引发剂(0.1g/ml)0.1份，充分搅拌下加入1份的瓜尔豆胶。搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物放入70℃设备中烘干，然后粉碎，测定其吸水率等性能。将产物在索氏提取器中以丙酮提取40h后，计算其接枝效率、接枝率及单体转化率等，并应用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(TEM)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG-DTA)等进行表征。实施例四在冰水浴冷却下，将5份丙烯酸用18％的氢氧化钠中和，至中和度为80％。再加入引发剂(0.1g/ml)0.1份，充分搅拌下加入1份的罗望子胶。搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物放入60℃设备中烘干，然后粉碎，测定其吸水率等性能。将产物在索氏提取器中以丙酮提取40h后，计算其接枝效率、接枝率及单体转化率等，并应用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(TEM)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG-DTA)等进行表征。权利要求1.一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)制备吸水材料，其特征在于在冰水浴冷却下，用氢氧化钠中和丙烯酸，并加入引发剂，充分搅拌，使其均匀后，缓慢加入沙蒿胶，进行快速搅拌，使单体及引发剂均匀分散到沙蒿胶质中，得到预反应物。将预反应物置于微波反应装置中，进行微波辐射接枝聚合反应，反应后，取出产物，在60-70℃下烘干，粉碎、包装。2.按照权利要求1所述的一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)聚合制备的吸水材料，其特征在于沙蒿胶∶丙烯酸∶氢氧化钠(质量分数为18％)间的份比为1∶5∶10。3.按照权利要求1所述的一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)聚合制备的吸水材料，其特征在于调解辐射功率为180w，辐射时间为4min，进行接枝聚合反应。4.按照权利要求1或2所述的一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)聚合制备的吸水材料，其特征在于与丙烯酸中和还可以是氢氧化钾或氨水。5.按照权利要求1或2所述的一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)聚合制备的吸水材料，其特征在于制备丙烯酸(盐)接枝聚合物还可以是刺槐豆胶、瓜尔豆胶或罗望子胶。全文摘要本专利技术涉及一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸(盐)制备吸水材料。其制备工艺是将丙烯酸用氢氧化钠或氢氧化钾或氨水部分中和，然后加入引发剂，搅拌下加入沙蒿胶或其它植物胶，使体系均匀后，置于微波反应装置中。调节至一定的辐射功率及辐射时间，不需外加交联剂，使沙蒿胶与丙烯酸(盐)进行接枝聚合，将产物烘干，粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用微波辐射沙蒿胶接枝丙烯酸（盐）制备吸水材料，其特征在于：在冰水浴冷却下，用氢氧化钠中和丙烯酸，并加入引发剂，充分搅拌，使其均匀后，缓慢加入沙蒿胶，进行快速搅拌，使单体及引发剂均匀分散到沙蒿胶质中，得到预反应物。将预反应物置于微波反应装置中，进行微波辐射接枝聚合反应，反应后，取出产物，在６０－７０℃下烘干，粉碎、包装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王云普，张继，袁昆，王永峰，李玉峰，刘小军，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]