[发明专利]一种木质素聚丙烯腈吸水剂的制备

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子领域，特别涉及一种既能吸水保湿且透气性良好的可生物降解的木质素聚丙烯腈吸水剂的制备技术。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭，以及人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生性质日益受到重视。废弃物的资源化与可再生资源的利用，是当代经济与社会发展的重大课题。木质素是丰富的天然高分子化合物，同时也是制浆造纸工业的主要副产品。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时得到3000万吨左右的木质素副产品。木质素成本较低，木质素及其衍生物具有多种功能性，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。

到目前为止，术质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。在浓缩的造纸废液中加进甲醛制成木质素甲醛树脂，再按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、硫化剂、硫化促进剂、硫化活化剂与橡胶在一定温度下进行硫化，可使橡胶中填充大量木质素仍不需加软化剂。既解决造纸废液环境污染问题，充分利用生物质资源废弃物又节省大量橡胶，具有社会和经济效益。木质素是一种酚型苯基丙烷结构单元的三维空间不规则网状高分子，具有与土壤中腐殖质相似的性能。

发明内容

本发明提供了一种木质素聚丙烯腈吸水剂的制备技术，提高木质素在土壤改良体系中的保水能力，赋予木质素聚丙烯腈吸水剂可生物降解的性质。该方法制备工艺简单，价格低廉。

本发明提供的木质素聚丙烯腈的制备方法，其制备过程特征在于：将纯化后的木质素与10-50倍重量的溶剂混合在50-90℃搅拌1-3小时，反应结束后，冷却至室温；再加入木质素引发剂和5-15倍重量的丙烯腈单体室温反应1-5小时，再逐滴加入均聚反应引发剂，悬浮反应体系在一定的温度下保温，反应结束后，静置、过滤、热水洗涤固体产物，再用N-N二甲基甲酰胺洗涤去除接枝聚合物中的均聚物，离心、干燥制得木质素聚丙烯腈接枝共聚物。

上述木质素为碱木质素、木质素磺酸盐。

上述木质素引发剂为硫酸亚铁和过硫酸铵、硫酸亚铁和过氧化氢、硫酸铈铵和乙醇或氧化亚铜和过氧化氢的一种或几种体系。

上述均聚反应引发剂是硫酸铈铵、硝酸铈铵、过硫酸铵、过硫酸钾或高锰酸钾的一种或几种。

本发明的优点在于制备方法简单，制备的吸水剂颗粒性好，在快速吸水后，保持24h缓释水分，可以满足农业贫瘠土壤的保湿及土壤改良的需要。该吸水剂在吸水饱和后，对尿素没有任何的吸附作用，可以保证农业用肥全部被植物所吸收。

附图说明

说明书附图中给出了木质素聚丙烯腈的傅里叶红外谱图和X-射线衍射谱图。

图1木质素、木质素聚丙烯腈的傅里叶红外谱图。

图2木质素、木质素聚丙烯腈的X-射线衍射谱图。

具体实施方式

实例1

原料的纯化：将原料用2mol/L的NaOH溶液溶解，除去原料中的灰分及杂质，在用2mol/L的HCl调节pH值为2、过滤，用蒸馏水洗涤至中性，以硝酸银溶液检验未见白色浑浊为宜，40℃真空干燥，备用。

将纯化后的木质素1.5g加入150mL三口瓶中，加入50g蒸馏水在90℃搅拌2小时，反应结束后，冷却至室温；再加入硫酸亚铁0.1g和过氧化氢0.3g和0.5g丙烯腈单体室温反应1小时，再逐滴加入1.94硝酸铈铵溶液，悬浮反应体系在30℃条件保温1h，反应结束后，静置、过滤、热水洗涤固体产物，再用N-N二甲基甲酰胺洗涤去除接枝聚合物中的均聚物，离心、干燥制得木质素聚丙烯腈接枝共聚物，其吸水倍率为木质素的4.23倍。