[发明专利]淀粉基超级吸水剂的制备

说明书

本发明是关于用淀粉物质接枝丙烯酸（SPAAG）后加碱中和的方法制备超级吸水剂。

用淀粉接枝丙烯酰胺或丙烯酸+丙烯酸钠制吸水剂，用铈铵盐或偶氮羧酸过氧化物作引发剂（见特公昭53-46199）。也有用过硫酸铵作引发剂，但它是用淀粉接枝丙烯酸+KOH（见U.S.NO.4.155.888）。用铈铵盐作引发剂，虽接枝效率高，但因铈铵盐价格贵，致使制出的吸水剂的成本高。在以往的聚合过程中，还要不断地通入氮气，并间断摇动或搅拌聚合体系。

U.S.NO4076663公开的吸水性树脂，其中举出的实施例除例12外，所用的淀粉均为未糊化的淀粉，在聚合过程中，淀粉实际上处于溶胀状态（当降到室温以后，淀粉仍恢复成颗粒状，这一过程称为可逆的;而糊化淀粉的颗粒结构已被破坏，当降到室温时，也不能恢复原状，此过程称为不可逆的），糊化淀粉属一种胶体，与水接触的表面积比颗粒态大得多，因而该发明的产物的吸水性能普遍较低。例12虽用了糊化淀粉，但它用的引发剂为过氧化氢-抗坏血酸体系，该体系适宜于较低温用，交联剂为三氧乙烯二醇二甲基丙烯酸酯，接枝温度低（40℃），这可能是此产品的吸水能力比其他实例的强，但还是比较低的主要原因。

本发明的目的是从便宜易得的原料出发，选用合适的引发剂，交联剂，在较高的聚合温度下用比较简单的方法制备出高倍数吸水能力的淀粉基超级吸水剂。

本发明的内容是一种淀粉基超级吸水剂以及制造该吸水剂的方法和本吸水剂的应用。

本吸水剂所用的淀粉，有玉米淀粉，玉米面粉、土豆粉等。面粉中大约含85%的淀粉，其化学性质基本上与淀粉相同。

末改性的淀粉颗粒，常温下是非水溶性的，其分散体在水中加热时，淀粉颗粒吸水呈现有限的溶胀。而70℃左右，颗粒经受不可逆的急聚的膨胀，极大的溶胀使颗粒被破坏。直到大约80-100℃的高温，淀粉被所谓溶解，得到光滑粘稠的分散体，这种状态的淀粉称为“糊化”。

由于糊化的高分散性淀粉是一种胶体，与水接触的表面积比颗粒状态大得多。无疑，在与乙烯基单体发生游离基型接枝共聚时，接枝率，接枝效率都要高于颗粒的。所制得的吸水剂相应的高些。例如美国最早开发的吸水剂，用铈铵盐引发的淀粉接枝丙烯腈共聚物尔后用碱水解（皂化）制备的超级吸水剂，实践证明，在其它条件相同的情况下也是用糊化淀粉所得的吸水能力高些。同时由于淀粉的糊化，破坏了分子间的氢键，干燥后的糊化淀粉遇水后，要立刻吸水溶胀，这也增加了吸水速度和吸水能力。

本发明接枝共聚的方法是，于100ml的聚合瓶内把含水12%左右的面粉或淀粉分散在蒸馏水中，配成含固体3-8%的分散液，将它抽真空通氮气交替处理二-三次（或在糊化后），放入85℃恒温水浴中糊化30或60分钟，再冷却到室温或50-60℃，加入浓度为0.025-0.5克/毫升的过硫酸铵（或它的Redox体系）水溶液，用量为其淀粉重量的0.1-5%，最佳为1-3%，再加入浓度为0.005g/ml的交联剂N.N′亚甲基二丙烯酰胺，交联剂用量为丙烯酸用量的0.1-1.0%，最佳为0.3-0.6%。摇动均匀后，放入70-90℃，最佳为75-85℃的恒温水浴中聚合1-5小时，聚合过程中间断摇动聚合瓶，聚合完毕后用碱中和后的粘稠乳状物在100℃或以上的温度下干燥。

如用丙烯酸和丙烯酸盐的混合物或丙烯酸盐代替丙烯酸用同样的聚合技术制得的吸水剂吸水能力显著下降。

[U.S.NO.4.155.888]用过硫酸铵盐作引发剂，但淀粉接枝的是丙烯酸盐，制出的吸剂的吸水能力低，我们用淀粉接枝丙烯酸，就大大提高了吸水剂的吸水能力。根据本发明，在聚合过程中可以不象以往的那样不断地用氮气清扫体系，只要在接枝共聚前抽真空通氮气处理二-三次。

本吸水剂具有理想的吸水能力，其吸蒸馏水的重量可达它自身重量的1800倍，可用作农田的吸水保水剂，种子处理剂，工业上污水处理剂，外科手术垫，病人床垫，妇女卫生用纸，护胸罩的填料等。此外，在生物培养基及节煤方面也有潜在的应用前景。

本发明的实施例：