[发明专利]一种交联接枝木薯淀粉型高吸水吸油性树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联接枝木薯淀粉型高吸水吸油性树脂的制备方法。

背景技术

随着社会的发展和人们环保意识的增强，高吸收树脂在石油、化工、农业、医用卫生、土木工程等领域受到越来越广泛的应用。目前高吸油树脂和高吸水树脂的种类已经已达数十种，且每种产品都具有一定的吸液能力。但是，这些种类的产品一般只能单一的吸水或者吸油，无法满足同时吸水和吸油的要求。国内外对同时具有吸水和吸油能力的树脂的研究进行了一些初步探索，如以玉米淀粉为原料，以丙烯酰胺为吸水性单体，以甲基丙烯酸甲酯为吸油性单体，制备了淀粉接枝丙烯酰胺-甲基丙烯酸甲酯共聚物高吸水吸油树脂；又如以羧甲基纤维素为吸水性单体，以丙烯酸丁酯为吸油性单体，合成了羧甲基纤维素-丙烯酸丁酯共聚物高吸水吸油性树脂。目前国内外研究的高吸水吸油树脂均是选择单一的吸水性单体和单一的吸油性单体制备而得的。虽然这些产品在吸水和吸油性能上达到了一定的效果，但是与实际需求相比还有较大的距离。例如，羧甲基纤维素-丙烯酸丁酯共聚物高吸水吸油性树脂吸水率为5 g/g，吸油率为4 g/g，远不能满足实际需要。 

为了弥补高吸水吸油树脂吸液能力的不足，本发明通过选择合适的引发剂和交联剂，在木薯淀粉上接枝两种吸水性单体和两种吸油性单体。木薯淀粉接枝上吸水性单体和吸油性单体后，在交联剂的交联作用下会形成网络空间结构，吸水性基团和吸油性基团可将介质中的水和油吸入这种网络空间内部，从而达到吸水和吸油的目的。本发明在木薯淀粉上同时接枝两种吸水性单体和两种吸油性单体，形成的网络空间结构要比接枝一种吸水性单体和一种吸油性单体时更多，产品具有更优越的吸水和吸油能力。

本发明系以木薯淀粉为主要原料，以丙烯酸和丙烯酰胺为吸水性单体，以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为吸油性单体，在引发剂过硫酸铵和交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的作用下，采用溶液聚合法经两步、五元接枝共聚反应，制备一种交联接枝木薯淀粉型高吸水吸油性树脂。

发明内容

本发明的目的是为了提高吸水吸油性树脂的吸液能力，提供一种合成交联接枝木薯淀粉型高吸水吸油性树脂的方法。

具体步骤为：

（1）将15~20g木薯淀粉在60℃真空干燥箱中干燥至恒重，得干基木薯淀粉。

（2）秤取步骤（1）所得的干基木薯淀粉10~15g和20~30mL去离子水加入四口烧瓶中，搅拌下开始升温，当温度升至80~85℃时停止加热，继续搅拌20~30分钟后开始降温，直至体系温度为40~60℃，得糊化的木薯淀粉乳液。

（3）将15~20g氢氧化钠固体和30~35mL去离子水加入100mL烧杯中，搅拌溶解，得质量分数为30%~40%的氢氧化钠溶液。

（4）量取10~12mL分析纯丙烯酸倒入烧杯中，在搅拌下逐渐滴加步骤（3）中所得的氢氧化钠溶液至丙烯酸溶液的pH为6~7；再加入15~20mL质量分数为50%的丙烯酰胺溶液，搅拌均匀。

（5）向步骤（2）所得的淀粉悬浊液中均匀滴加步骤（4）所得混合溶液，并同步均匀滴加5~10mL质量分数为10%的过硫酸铵溶液；控制反应体系温度为40~60℃，2~3小时内滴加完毕；然后继续在搅拌下反应10~20分钟。

（6）将2.5~4.5mL分析纯甲基丙烯酸甲酯、3~5mL分析纯丙烯酸丁酯和1~1.5g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺加入50mL烧杯中混合搅拌均匀，得单体混合液。

（7）将步骤（6）所得的单体混合液均匀滴加到步骤（5）所得物料中，同时均匀滴加5~10mL质量分数为10%的过硫酸铵溶液，控制温度为40~60℃，2~3小时内滴加完毕，然后继续搅拌反应20~30分钟。

（8）反应完成后抽滤步骤（7）所得的混合物，将所得滤饼置于50℃的干燥箱中干燥至恒重得粗产品。

（9）将步骤（8）所得的粗产品置于索氏抽提器内，用100~150mL分析纯丙酮抽提24~36小时；取出物料，50℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得产品。

（10）分别计算单体的转化率C、接枝率G、接枝效率GE，计算式如下：

C=(M₁-M₀)/M_m

G=(M₂-M₀)/M₀

GE=(M₂-M₀)/( M₁-M₀)