专利名称：一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法
技术领域：
本发明属于保水剂制备技术领域，尤其涉及一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法。
背景技术：
保水剂是一种不溶于水的高分子聚合物，它是使水溶性聚合物在一定条件下接枝、共聚、交联，形成不溶于水但能高度溶涨的聚合物，通过交联在保水剂内部形成三维空间网状结构，其分子中含有大量的羧基(-C00-)，羟基(-0H)等强亲水性官能团。溶液聚合法是目前生产保水剂广泛使用的方法，原料主要有反应单体、引发剂、交联剂和溶剂，该方法将反应物和添加剂溶于溶剂中，在光照、加热、福射、引发剂等作用下进行合成，具有引发效率高、易散热、产品易成形等优点，一般用水作溶剂，容易操作，环保，适合大部分保水剂的制备。聚丙烯酸类保水剂，是以丙烯酸及其盐类为主要反应单体合成的保水剂，其聚合方法和生产工艺已相当成熟，性能指标也较好，吸水率能达到千倍以上，最大的缺点是与肥料混合耐盐性不够理想。以淀粉、纤维素和壳聚糖接枝丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯等接枝类产品，具有原料来源丰富、成本较低、吸水量大、可生物降解等优点，但生产工艺比较复杂，且吸水后凝胶强度较低，易腐败，难贮存，限制了其应用和发展。
发明内容
本发明提供了一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法，旨在解决现有保水剂的可降解性、土壤中的耐盐性及保水率较低、制备成本较高的问题。本发明的目的在于提供一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤:步骤一，向8g玉米淀粉中加入IOml去离子水搅拌,缓慢升温至70°C,待淀粉糊化完全后，将糊化液降至室温备用；步骤二，在冰水冷却的条件下，称取40g丙烯酸溶液，用72g25%氢氧化钠溶液中和，加入I 2ml 15%碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂，获得单体溶液；步骤三，在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入0.28g过硫酸铵，缓慢加热升温至58 62°C ;步骤四，加入6g海藻酸钠饱和溶液，滴加0.02g交联剂，反应2 2.5h ;步骤五，反应完成后，停止通氮气，将共聚物在75 80°C的条件下烘至恒重，粉碎后过60-80目筛，获得复合型淀粉改性高吸水树脂。进一步，在步骤四中，选用N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂。进一步， 该制备方法所获得的复合型淀粉改性高吸水树脂为白色或淡黄色树脂。进一步，当玉米淀粉与丙烯酸溶液质量比为20%、海藻酸钠饱和溶液与丙烯酸溶液质量比为15%、引发剂与丙烯酸溶液质量比为1.0%、交联剂与丙烯酸溶液质量比为
0.05%、以摩尔浓度比计，中和度为82%，温度为60°C，反应时间2h时，所得复合型淀粉改性高吸水树脂的性能最佳。本发明提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法，向玉米淀粉中加入适量去离子水搅拌，缓慢升温至70°C，待淀粉糊化完全后，将糊化液降至室温备用；在冰水冷却的条件下，称取适量丙烯酸溶液，用25%氢氧化钠溶液中和，加入15%碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂，获得单体溶液；在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入过硫酸铵，缓慢加热升温至58 62°C ;加入海藻酸钠饱和溶液，滴加交联剂，反应2 2.5h ;反应完成后，停止通氮气，将共聚物在75 80°C的条件下烘至恒重，粉碎后过60-80目筛，获得复合型淀粉改性高吸水树脂；本发明通过淀粉接枝共聚和海藻酸盐的交联，制备出耐盐性高、高保水率的环境友好型吸水树脂，制备成本低，具有较强的推广与应用价值。
图1是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法的实现流程图；图2是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与时间的关系曲线；图3是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与NaCl浓度的关系曲线； 图4是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的红外光谱图；图5是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与反应时间的关系曲线；图6是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与玉米淀粉用量的关系曲线；图7是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与引发剂用量的关系曲线；图8是本发明实施例提供的交联剂用量与复合型淀粉改性高吸水树脂吸水倍率的关系曲线；图9是本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的吸水率与海藻酸钠用量的关系曲线。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。图1示出了本发明实施例提供的复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法的实现流程。该制备方法包括以下步骤:在步骤SlOl中，向玉米淀粉中加入适量去离子水搅拌，缓慢升温至70°C，待淀粉糊化完全后，将糊化液降至室温备用；在步骤S102中，在冰水冷却的条件下，称取适量丙烯酸溶液，用25%氢氧化钠溶液中和，加入15%碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂，获得单体溶液；在步骤S103中，在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入过硫酸铵，缓慢加热升温至58 62V ;在步骤S104中，加入海藻酸钠饱和溶液，滴加交联剂，反应2 2.5h ;在步骤S105中，反应完成后，停止通氮气，将共聚物在75 80°C的条件下烘至恒重，粉碎后过60-80目筛，获得复合型淀粉改性高吸水树脂。在本发明实施例中，在步骤S104中，选用N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂。在本发明实施例中，该制备方法所获得的复合型淀粉改性高吸水树脂为白色或淡黄色树脂。 在本发明实施例中，当玉米淀粉与丙烯酸溶液质量比为20%、海藻酸钠饱和溶液与丙烯酸溶液质量比为15%、引发剂与丙烯酸溶液质量比为1.0%、交联剂与丙烯酸溶液质量比为0.05%、以摩尔浓度比计，中和度为82%、反应时间2h时，所得复合型淀粉改性高吸水树脂的性能最佳。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。向玉米淀粉中加入适量去离子水搅拌，缓慢升温至70°C，使淀粉糊化，待淀粉糊化完全后，糊化液降至室温，备用；在冰水冷却的条件下称取适量丙烯酸溶液，用25%氢氧化钠溶液中和，后加入少量15%碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂；在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入过硫酸铵，缓慢加热升温至58 62°C ;加入少量海藻酸钠饱和溶液，滴加交联剂，反应2 2.5h ;反应完成后停止通氮气，将共聚物置于75 80°C的烘箱中烘至恒重，粉碎，过60-80目筛，得白色或淡黄色树脂。本发明通过淀粉接枝共聚和海藻酸盐的交联，制备出耐盐性较高、高保水率的环境友好型吸水树脂。保水剂失水率的测定试验设计为:称取含水保水剂平行样三个，每个平行样10g，在50°C恒温条件下静置，在试验设定的时间到达时，对失水后的保水剂重量进行测定，得到其失水率，试验结果见表I。表I保水剂失水率观测表
权利要求
1.一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤: 步骤一，向8g玉米淀粉中加入IOml去离子水搅拌,缓慢升温至70°C,待淀粉糊化完全后，将糊化液降至室温备用； 步骤二，在冰水冷却的条件下，称取40g丙烯酸溶液，用72g25%氢氧化钠溶液中和，力口入I 2ml 15%碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂，获得单体溶液； 步骤三，在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入0.28g过硫酸铵，缓慢加热升温至58 62°C ; 步骤四，加入6g海藻酸钠饱和溶液，滴加0.02g交联剂，反应2 2.5h ; 步骤五，反应完成后，停止通氮气，将共聚物在75 80°C的条件下烘至恒重，粉碎后过60-80目筛，获得复合型淀粉改性高吸水树脂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤四中，选用N，N’一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法所获得的复合型淀粉改性闻吸水树脂为白色或淡黄色树 脂。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当玉米淀粉与丙烯酸溶液质量比为20%、海藻酸钠饱和溶液与丙烯酸溶液质量比为15%、引发剂与丙烯酸溶液质量比为.1.0 %、交联剂与丙烯酸溶液质量比为0.05%、以摩尔浓度比计，中和度为82%，温度为60°C，反应时间2h时，所得复合型淀粉改性高吸水树脂的性能最佳。
全文摘要
本发明公开了一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法，向玉米淀粉中加入去离子水搅拌，缓慢升温至70℃，淀粉糊化完全后，将糊化液降至室温备用；在冰水冷却下，称取适量丙烯酸溶液，用25％氢氧化钠溶液中和，加入15％碳酸氢钠溶液作为pH缓冲剂，获得单体溶液；在氮气保护下，将单体溶液与糊化液搅拌混匀后加入过硫酸铵，缓慢加热升温至58～62℃；加入海藻酸钠饱和溶液，滴加交联剂，反应2～2.5h；反应完成后，停止通氮气，将共聚物在75～80℃的条件下烘至恒重，粉碎后过60-80目筛，获得复合型淀粉改性高吸水树脂；本发明通过淀粉接枝共聚和海藻酸盐的交联，制备出耐盐性较高、高保水率的环境友好型吸水树脂。
文档编号C08L5/04GK103224635SQ201310181230
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者朱丽珺, 孙瑞健, 张金池, 李梦瑶, 刘杨 申请人:南京林业大学