[发明专利]α-马铃薯淀粉接枝聚合合成高吸水树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于农业、卫生用品、工业、环保等领域的新型功能高分子材料—高吸水树脂的制备方法，特别指以α-马铃薯淀粉、丙烯酸、氢氧化钠或氢氧化钾为主要原料合成一种新型高吸水树脂的简易制备方法。

背景技术

高吸水树脂是一种新型功能高分子材料，它具有自身质量数十倍乃至数千倍的高吸水能力、加压和受热条件下也不脱水的高保水能力、可反复吸水-释水-再吸水的重复吸水能力以及高度的安全无毒性，因此，近30多年来，在农业、林业园艺、医药、医疗、人工器官、石油、建材、化学化工、环保、食品、人工智能材料、敏感材料、生化技术、造纸、纺织、日用品、矿山、化妆品等方面应用越来越广泛，在国民经济及人们的生活中起着越来越重要的作用。

高吸水树脂的制备方法很多，合成原料丰富，生产工艺各异。虽然我国在高吸水树脂的研究上取得了一定的成果，但与国外相比，差距还相当大，如树脂的吸水倍数低、耐盐性能差、吸水后的凝胶强度低、生产工艺复杂、产品成本高等。工业化生产厂家生产的品种和数量还比较少，有许多工作需要人们深入去做。我们应该充分发挥我国马铃薯淀粉及其马铃薯淀粉衍生物资源丰富的优势，生产出高品质的适合我国国情的高吸水树脂，为高吸水树脂成为我国第三大农用化学品和应用于各个领域奠定基础。

α-马铃薯淀粉是一种物理变性淀粉，它具有冷水可溶、分散性好、保水性强的特点。 而且以α-马铃薯淀粉为原料合成的高吸水树脂具有吸收倍率高、吸水速度快等优点，所以该类产品具有更广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种合成新型高吸水树脂的方法，这种制备方法以α-马铃薯淀粉、丙烯酸、氢氧化钠或氢氧化钾、过硫酸钾、N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺为主要原料，经合理的配比、简单的合成路线制得高吸水树脂。

本发明要解决的技术问题是由如下方案解决的：α-马铃薯淀粉接枝聚合合成高吸水树脂的方法，其特征是：当采用氢氧化钠中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉与分散α-马铃薯淀粉的用水量、丙烯酸、氢氧化钠、溶解氢氧化钠的用水量、引发剂、交联剂的质量比是1：16.67-26.67：6-10：1.0-3.33：10：0.01-0.02：0.0033-0.0067；当采用氢氧化钾中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉与分散α-马铃薯淀粉的用水量、丙烯酸、氢氧化钾、溶解氢氧化钾的用水量、引发剂、交联剂的质量比是1：20：8-14：1.87-6.53：11.7：0.01-0.02：0.003-0.006。首先，将α-马铃薯淀粉与去离子水混合均匀，制得α-马铃薯淀粉糊；然后，将中和后的丙烯酸及其盐溶液与α-马铃薯淀粉糊混合，加入过硫酸钾， N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气保护下，水浴加热，使α-马铃薯淀粉与丙烯酸及其盐进行接枝聚合反应，并使反应混合物在沸水浴中保温1.5 h，将产物取出，烘干并粉碎，即得高吸水树脂。当采用氢氧化钠中和丙烯酸时，所制得的高吸水树脂的最高吸去离子水量为1700-2100g/g；当采用氢氧化钾中和丙烯酸时，所制得的高吸水树脂的最高吸去离子水量为1700-2000g/g。 

上述技术方案所述，当采用氢氧化钠中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与氢氧化钠的质量比为1:：1.0-3.33，最优选1：1.67；当采用氢氧化钾中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与氢氧化钾的质量比为1：1.87-6.53，最优选1：4.67。

上述技术方案所述，当采用氢氧化钠中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与引发剂过硫酸钾的质量比为1：0.01-0.02，最优选1：0.01；当采用氢氧化钾中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与引发剂过硫酸钾的质量比为1：0.01-0.02，最优选1：0.017。

上述技术方案所述，当采用氢氧化钠中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与交联剂N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1：0.0033-0.0067，最优选1：0.0033；当采用氢氧化钾中和丙烯酸时，α-马铃薯淀粉质量与交联剂N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为:1：0.003-0.006，最优选1：0.004。