[发明专利]一种利用入侵植物合成高吸水性树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用入侵植物合成高吸水性树脂的方法，属于高分子吸水膨胀树脂技术领域。

背景技术

高吸水性树脂是自20世纪60年代开始发展起来的含有强亲水基团的新型高分子材料。它作为一种新型的功能高分子材料，自诞生以来一直受到广泛的关注，其强亲水性基团和交联度，通过水合作用能吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水而溶胀呈凝胶状，在一定的压力下水不会析出，凝胶物干燥后可以恢复其吸水性能。

常见的高吸水性树脂有三类，即淀粉系、合成系及纤维素系。公开号为CN 101864036 A的中国专利公开了一种纤维素系高吸水性树脂的制备方法。该方法对于纤维素改性合成的超强高吸水性树脂过程中，需要制备羧甲基纤维素，分醚化和交联两步，而纤维素的醚化需要用到氯乙酸试剂，该试剂是一种有毒试剂，在生产时会对人体及环境产生一定影响。在聚合的反应步骤需要活化0.5~2h，加入引发剂(NH₄)₂S₂O₈引发0.5~2h，加入中和度为50%~80%的预聚合物水浴加热反应1~5h，加入交联剂继续反应1-3h，得到高吸水性树脂。该合成步骤较为繁琐，生产时间周期较长，不利规模生产，未反应完全的有毒试剂会对环境造成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种利用废弃的外来入侵植物合成高吸水性树脂的方法，其能够通过较低的成本、简单的步骤和较短的生产周期合成高吸水性树脂，且生产的高吸水性树脂吸水能力强、无毒、易于环境降解。

    为了达到上述目的，本发明提供了一种利用入侵植物合成高吸水性树脂的方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将入侵植物秸秆粉碎，将其加入到碱溶液中，加热处理，水洗，烘干，再将其加入到酸溶液中，加热处理，水洗，烘干，用粉碎机进一步粉碎得到纤维素；

第二步：分别配制丙烯酸溶液、引发剂溶液、丙烯酰胺溶液和交联剂溶液，调节丙烯酸溶液的pH值至6~8，将交联剂溶液加入到丙烯酰胺溶液中得到丙烯酰胺和交联剂的混合溶液；

第三步：向第一步所得的纤维素中依次加入第二步所得的丙烯酸溶液、引发剂溶液以及丙烯酰胺和交联剂的混合溶液，搅拌均匀，水浴加热升温至65~95℃，聚合反应，直至体系呈胶状时停止搅拌（该过程约为9~20分钟），取出所得的凝胶，用乙醇或丙酮洗涤，抽滤，真空干燥，即得到高吸水性树脂。

优选地，所述第一步中的入侵植物为菊科一枝黄花属植物一枝黄花。

优选地，所述第一步中入侵植物粉碎后的长度为1~5mm。

优选地，所述第一步中的碱溶液为质量百分比浓度为3%~15%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加热的温度为130~170℃，处理时间为5-30分钟，烘干温度控制在50~90℃。

优选地，所述第一步中的酸溶液为0.5~1.5mol/L硝酸溶液，加热的温度为80~120℃，处理时间为20-40分钟。

优选地，所述第二步中的引发剂为受热容易分解成自由基的化合物，优选为过硫酸盐体系，如过硫酸钾或过硫酸铵。

优选地，所述第二步中的引发剂与第一步所得的纤维素的重量比为0.002~0.5：1。

优选地，所述第二步中的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，其与第一步所得的纤维素的重量比为0.001~0.03：1。

优选地，所述第二步中的丙烯酰胺与第一步所得的纤维素的重量比为1~12：1。

优选地，所述第二步中的丙烯酸与第一步所得的纤维素的比例为2~15ml：1g。

    本发明的优点是：

1、本发明将入侵植物作为植物原料，不仅能降低生产成本，而且能保护环境；

2、本发明通过简单的步骤和较短的生产周期合成高吸水性树脂，且生产的高吸水性树脂吸水能力强、无毒、易于环境降解。

附图说明

图1为入侵植物原材料接枝前后的红外光谱对比图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1-3中所用的N，N-亚甲基双丙烯酰胺购自国药集团化学试剂有限公司，过硫酸钾购自上海精细化工科技有限公司，丙烯酰胺购自上海精细化工材料研究所，丙烯酸(AA)购自国药集团化学试剂有限公司。实施例1-3中所用的入侵植物为菊科一枝黄花属植物一枝黄花（Solidago Canadensis L.）。

实施例1