本发明专利技术公开了一种醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂及其制备方法，以淀粉为原料，通过醚化剂的作用，进行双重醚化，即阳离子化和羧甲基化；再利用所制得的醚化淀粉进行接枝共聚反应；醚化淀粉接枝共聚物经过洗涤、干燥、粉碎、筛分、表面处理后即得到白色透明颗粒状产品。产品分子链上含有羧酸基团和季铵基团，二者基团具有协同作用，使得产品结构更完整、均匀，更容易形成优良网络结构，且能提高聚合物的耐盐性，因此产品在应用性能上更为优越；产品具有多元化的亲水性官能团，如羧甲基、磺酸基、季铵基、酰胺基等，吸水率达700～1400倍，吸盐水率达80～170倍。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型功能高分子材料的制备方法领域，具体涉及ー种醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂及其制备方法。
技术介绍
高吸水性树脂(super absorbent polymer, SAP)是一类具有强吸水性、保水性的新型功能高分子材料。在结构上呈现三维网状，含有羧基、羟基等强亲水基团。它能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水，且不易用机械压カ压出，具有良好的保水性能。目前，高吸水性树脂已被广泛应用于卫生材料、农业园艺、エ业脱水剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料等许多领域。高吸水性树脂种类繁多，根据原料来源的不同，高吸水性树脂大致可分为三大系列淀粉系、纤维素系和合成系。其中，淀粉在自然界中分布很广，产量大，且具有价廉、可再生、可生物降解、污染小等特点，淀粉已成为基础エ业的原料。 1969年美国农业部北方研究所最初使用淀粉为原料，制备出淀粉丙烯腈共聚物，该技术的推广使得淀粉接枝制备高吸水性树脂的研究逐渐成为研究热点，形成了ー个独立、新兴的科研领域。1975年美国成功研究出淀粉接枝丙烯腈高吸水性树脂产品并投入市场；日本三洋化成公司在美国研究成果的基础上研制出淀粉接枝丙烯酸(钠)吸水树脂，生产出的产品頂-300与頂-1000，吸水率分别为300倍和1000倍。日本、美国、西欧在淀粉接枝共聚物高吸水性树脂的制备这ー领域一直处于领先地位，他们对制备エ艺提出了很多改良方案，并申请了专利。我国对淀粉接枝共聚物高吸水性树脂的研究起步晚，湖北省化学研究所用过硫酸铵或氧化还原体系制备淀粉接枝丙烯腈，于1985年申请了专利(CN85103771)。中科院成都分院分析测试中心将淀粉接枝丙烯腈共聚物分散在有表面活性剂与水不相溶的有机介质中皂化，以控制反应体系的粘度与皂化程度(CN1068339)。同国外相比，高吸水性树脂无论从技术上还是规模上都有较大差距，国内产品大都依靠进ロ。因此，通过制备方法和エ艺參数的优化，加强生物降解多功能型高吸水性树脂的开发和应用，将成为该领域的研究重点。对于淀粉类高吸水性树脂制备方法和エ艺參数的优化主要分为以下几类(I)对淀粉进行改性，利用改性的淀粉接枝单体制备高吸水性树脂；(2)在接枝単体上进行优化选择；(3)改变引发方式，如采用放射线辐射引发、微波辐射引发等；(4)采用新型反应设备合成高吸水性树脂，如鼓型反应器合成法、薄膜制造法；(5)加入添加剤，控制合成过程，如加入链转移剂控制接枝単体的分子量等。淀粉作为高吸水性树脂的骨架，其性能的优劣直接影响高吸水性树脂的品质。天然淀粉具有冷水不溶，糊粘度热稳定性、抗剪切稳定性和冻融稳定性差等缺点。在现代エ业中的应用，特别是在广泛采用新エ艺、新技术、新设备的情况下应用极其有限。为了克服天然淀粉性质上的缺陷，需要对天然淀粉进行改性，改善其性能、拓宽其应用范围。淀粉醚化是淀粉改性的ー种方式。醚化淀粉是淀粉中的糖苷键或活性羟基与醚化剂通过氧原子连接起来的淀粉衍生物，常见的有羟烷基淀粉、羧甲基淀粉和阳离子淀粉等。醚化淀粉增强了糊液黏度的稳定性，糊化温度降低，在强碱性溶液中不易水解，胶体稳定性加强，相比原淀粉，醚化淀粉有着更为广泛的应用。国内外关于醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂产品的研究与开发主要集中在羧甲基淀粉方面，如潘松汉等以羧甲基淀粉为原料接枝共聚制备高吸水材料(CN1208047A，1999);童群义采用羧甲基淀粉和丙烯腈-(2-丙烯酰胺-2- ニ甲基丙磺酸)接枝共聚淀粉进行复合，制备了一种复合高吸水材料(CN1817946A，2006)。而还未见双重醚化淀粉接枝共聚物用作吸水剂的相关报道。双重醚化淀粉它具有阳离子、阴离子和天然高分子等多重特性，相比起阳离子淀粉或阴离子淀粉，它拥有独特的电化学性质且阴阳离子产生的协同作用，当条件发生变化 吋，两种电荷可以交替发挥作用，有助于提高聚合物的耐盐性，其应用性能上更为优越。基于此，本专利技术将对淀粉进行双重醚化改性，克服天然淀粉溶解性差、糊化产物黏度大、制备过程不易控制等不足，制备出性能优越的高吸水性树脂。目前国内外尚未见文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。通过双重醚化改善原料性能，所制备的吸水树脂具有优越的吸水性能、可生物降解性，耐盐性，是ー种新型的緑色功能材料。本专利技术采用以下技术方案醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂由淀粉、水、醚化剂在碱性条件下进行醚化反应，生成的醚化淀粉与単体在引发剂、交联剂、添加剂的作用下进行接枝反应，生成醚化淀粉接枝共聚物，产品经过洗涤、干燥、粉碎、过筛、表面处理、洗涤、干燥后即可得到白色透明颗粒状成品。如上所述的醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤 (1)先将淀粉、水加入反应器，加入碱性调节剂调整体系的pH值为10 12.5，加入阳离子醚化剂，升温至40 80°C，进行阳离子化反应3. O 8. 0h，接着加入碱性调节剂保持体系pH为10 12. 5后加入阴离子醚化剂，在温度为40 80°C条件下反应2. O 5. Oh,得到双重醚化淀粉； (2)开启氮气阀门，在氮气保护下，将单体、添加剂加入反应体系中，滴加引发剂，滴加时间控制在O. 5 lh，接着加入交联剂，低速搅拌O. 25 O. 5h，在60 80°C温度条件下静置反应2. O 5. 5h，制得醚化淀粉接枝共聚物； (3)对步骤(2)所得产品进行洗涤，干燥，粉碎，筛分后，添加表面处理剂，在真空干燥箱中，于60 80°C温度条件下进行表面处理I. O 2. Oh ;最后经洗涤、干燥即得到白色透明颗粒状广品。原材料的组分及其质量百分比含量为 淀粉5. 6% 20. 0% 阳离子醚化剂0. 05% O. 5% 阴离子醚化剂0. 1% O. 8% 单体18. 6% 40. 0% 添加剂0. 02% O. 1% 引发剂0. 5% 3. 0%交联剂0. 01% O. 3% 表面处理剂0. 8% I. 2% 碱性调节剂0. 5% 5. 0%水34. 9% 60. 0%。采用的淀粉原料选用玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的ー种或几种混合物。采用的阳离子醚化剂为N- (2，3-环氧丙基)ニこ基胺、N- (2，3-环氧氯丙基)三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵中的ー种或几种混合物；采用的阴离子醚化剂为氯こ酸、氯こ酸钠中的一种或其混合物。·采用的単体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的ー种或几种混合物。采用的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾-无水亚硫酸氢钠、过硫酸钠-无水亚硫酸氢钠、过硫酸铵-无水亚硫酸钠中的ー种或几种的混合物。采用的交联剂为丙三醇、聚こニ醇、聚丙ニ醇缩水甘油醚、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、山梨醇聚缩水甘油醚中的ー种或几种的混合物。采用的添加剂为D-葡萄糖酸钠、甲酸、甲酸钠、异丙醇、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、柠檬酸钠中的ー种或几种的混合物。采用的表面处理剂为丙三醇、山梨醇、こニ醇、聚こニ醇、こニ胺、聚丙三醇缩水甘油醚、ニ氧化硅、氧化铝、氧化镁、硫酸铝中的ー种或几种混合物。采用的碱性调节剂为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的ー种或几种的混合物。产品制备エ艺简单，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂，其特征在于：所述的高吸水性树脂为白色透明颗粒状产品，产品同时具有阳离子产品和阴离子产品的特性，具有多元化的亲水性官能团：羧甲基、磺酸基、季铵基、酰胺基中的一种或多种，吸水率达700~1400倍，吸盐水率达80~170倍。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明华，郭佳，龚洪秀，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。