[发明专利]一种高吸水性树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高吸水性树脂及其制备方法，其中所述制备方法包括以下步骤：（1）收集剑麻制品生产中散落的绒毛状细小剑麻纤维，将其作为原材料；（2）向原材料中加入水、0.5~3%的松香，在60~90℃下蒸煮30~120min；（3）将蒸煮后的原材料沥干后加入水、亲水性单体、引发剂，进行接枝共聚，并最终得到浅黄至黄棕色的高吸水性树脂。本发明的高吸水性树脂具有较高的吸水倍率及综合性能、具有良好的非淡水吸收能力、有效改善了降解能力、同时提高了废弃资源利用率。

技术领域

本发明涉及功能性高分子树脂的技术领域，特别涉及绒毛状剑麻纤维接枝共聚的高吸水性树脂的技术领域。

背景技术

高吸水性树脂是一种新型高分子材料。在理想状况下，它能够吸收相当于自身质量几百至上千倍的水分，具有极强的吸水能力；而且吸收的水分在一定的负荷（压力）下不会像海绵一样轻易释放出来，即具有较强的保水能力；可反复释水、吸水。

现有技术中高吸水性树脂的应用仍有一些明显的限制，如虽然其对蒸馏水、去离子水、纯净水及自来水的吸收能力很强，但对盐水、卤水的吸收能力则直线下降，尤其对于具有一定粘度的液体如血液、胶水等的吸收能力更差；常规高吸水性树脂以丙烯酸共聚物等难以降解的材料为主，废弃物在自然界中不断累积，产生污染，对环境造成危害。

以含有大量纤维素的天然纤维（如棉纤维、木纤维、竹纤维、麦秆纤维等）等作为分子骨架与丙烯酸、丙烯酰胺类小分子试剂发生接枝共聚反应制备高吸水性树脂已有一些研究，因该类树脂分子骨架为天然的纤维素大分子，其相对容易降解，具有较好的环保性能。

剑麻又名菠萝麻，为龙舌兰科龙舌兰属，是一种多年生热带硬质叶纤维作物，原产于墨西哥，在非洲、拉丁美洲、亚洲等地均有种植，是当今世界用量最大，范围最广的一种硬质纤维来源植物，剑麻纤维为剑麻叶片的提取物，主要成分为纤维素类高分子，质地坚韧、耐磨、耐盐碱、耐腐蚀、在干湿环境下伸缩性都不大，可用于生产海军舰艇缆绳、轮胎及传送带的增强材料、剑麻纱条、剑麻地毯、剑麻抛光轮、钢丝绳芯、皂素、剑麻墙纸、高强纸张等，在运输、渔业、石油、冶金、造纸、纸币等各种行业中均有较大应用。

因其分子量较大、纤维素分子之间结晶度较高，外界小分子难以渗入，由此赋予制品耐腐蚀、耐盐碱等特性，但同时也导致了剑麻纤维的化学反应活性很低，难以像棉纤维等反应活性较强的天然纤维一样直接或简单改性后即进行应用。

现有技术中对剑麻纤维的改性包括高温高压下的反复蒸煮、强氧化剂作用、酸煮、碱煮、氨水浸泡等，主要通过破坏其纤维素分子中的晶态结构，部分处理会导致纤维分子降解、分子量下降，从而提高反应活性。

常规的剑麻纤维粗大、反应活性低不适于直接作为高吸水性树脂的骨架材料应用，而通过现有技术中的物理或化学处理后的剑麻纤维通常会出现纤维素分子主链的断裂，导致以其为原料制备高吸水性树脂性能较差，在花费较高的生产成本下，仍然缺乏实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有较高的吸水倍率及综合性能、具有良好的非淡水吸收能力、有效改善了降解能力、同时提高了废弃资源利用率的高吸水性树脂及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高吸水性树脂的制备方法，其包括以下步骤:

（1）收集剑麻制品生产中散落的绒毛状细小剑麻纤维，将其净化后作为原材料；

（2）向原材料中加入水、0.5~3%的松香，在60~90℃下蒸煮30~120min；

（3）将蒸煮后的原材料沥干，加入水、亲水性单体、引发剂，在搅拌下进行接枝共聚，搅拌至糖浆状时，将混合体系倾倒至不锈钢容器中，继续保温反应至产物变硬、脆，停止加热后铲落的浅黄至黄棕色粉末即为所述高吸水性树脂。

优选的是：所述步骤（2）中除水、松香外，还添加有3~5%的NaOH和/或KOH。