本发明属于树脂材料
技术领域：
，尤其涉及一种纤维素类高吸水树脂及其制备方法。
背景技术：
：高吸水树脂（supperabsorbentresin，sar）是近年迅速发展的一种新型高分子材料，是指通过水合作用能迅速吸收自重几百到几千倍蒸馏水或几十倍生理盐水而呈凝胶状，而且即使在加压的情况下也不易脱水的轻度交联的高分子聚合物。高吸水树脂为含有含有羧基、羟基等强亲水性基团的三维网络结构，具有强吸水能力和保水能力且不溶于水，引起了世界各国的高度重视和研发，被广泛用于农业、林业、石油处理、医疗卫生以及生物工程等领域。虽然对于高吸水树脂材料的研究取得了一定的进展，但是目前国内研发的高吸水树脂材料仍存在吸液速率较慢、耐盐性差以及对于离子型溶液的吸收率较差等不足，这些不足成为了制约其发展的瓶颈。技术实现要素：为此，本发明提供一种纤维素类高吸水树脂及其制备方法，解决现有技术中高吸水树脂材料仍存在吸液速率较慢、耐盐性差以及对于离子型溶液的吸收率较差等不足等技术问题。为此，本发明提供一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：植物纤维素、细菌纤维素、聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸、交联聚维酮、山奈酚葡萄糖醛酸苷、2-硫代乙内酰脲、芹菜素、花生壳粉、丝瓜络、乙氧基化蓖麻油、6-氯-1-羟基苯并三氮唑、脱氢乙酸钠、交联剂、聚乙二醇、甘油；所述植物纤维素包括甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。根据本发明的一个实施方式，其中，其由以下原料所制备而得，按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素25-40份、细菌纤维素13-26份、聚氧化乙烯8-17份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸5-14份、交联聚维酮3-8份、山奈酚葡萄糖醛酸苷1-4份、2-硫代乙内酰脲1.2-3.6份、芹菜素0.4-1.7份、花生壳粉2.2-6.4份、丝瓜络1-2.8份、乙氧基化蓖麻油0.7-2.3份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑0.5-1.2份、脱氢乙酸钠1.4-3份、交联剂0.8-3份、聚乙二醇4-8份、甘油32-45份；所述植物纤维素包括重量比为1:2.5-3.6:1.2-1.9:0.4-1.3:1.1-2:0.5-1.2的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。根据本发明的一个实施方式，其中，所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在50-70℃下反应12h，然后在85-95℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。根据本发明的一个实施方式，其中，所述细菌纤维素由巴氏醋杆菌、奥尔兰醋杆菌、葡萄糖氧化杆菌或八叠球菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。根据本发明的一个实施方式，其中，所述交联剂为烯丙基缩水甘油醚、三羟基丙烷三缩水甘油醚、多聚磷酸钠、戊二醛或环氧氯丙烷。根据本发明的一个实施方式，其中，所述植物纤维素包括重量比为1:3:1.5:0.7:1.4:0.8的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。根据本发明的一个实施方式，其中，其由以下原料所制备而得，按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素28份、细菌纤维素22份、聚氧化乙烯14份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸6份、交联聚维酮4.8份、山奈酚葡萄糖醛酸苷2.6份、2-硫代乙内酰脲2.9份、芹菜素1.2份、花生壳粉4.5份、丝瓜络2.3份、乙氧基化蓖麻油1.2份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑0.8份、脱氢乙酸钠2.6份、交联剂2.1份、聚乙二醇6.3份、甘油42份。为此，本发明提供一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于8-20倍重量份的去离子水中，以500-1000rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为7.8-10，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为60-75℃，搅拌30-60分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在85-100℃下反应5-12小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。本发明的有益效果为：本发明所制备的吸水树脂具有较佳的吸水率和吸盐水率，其中吸水率达365g/g及以上，吸盐水率达75g/g及以上，且该吸水树脂在15秒吸水率达228g/g及以上，30秒吸盐水率达63g/g及以上，吸液速度快，具有良好的市场应用前景。具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素25份、细菌纤维素13份、聚氧化乙烯8份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸5份、交联聚维酮3份、山奈酚葡萄糖醛酸苷1份、2-硫代乙内酰脲1.2份、芹菜素0.4份、花生壳粉2.2份、丝瓜络1份、乙氧基化蓖麻油0.7份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑0.5份、脱氢乙酸钠1.4份、交联剂0.8份、聚乙二醇4份、甘油32份；所述植物纤维素包括重量比为1:2.5:1.2:0.4:1.1:0.5的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在50℃下反应12h，然后在85℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。所述细菌纤维素由巴氏醋杆菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。所述交联剂为烯丙基缩水甘油醚。一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于8倍重量份的去离子水中，以500rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为7.8，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为60℃，搅拌30分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在85℃下反应5小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。实施例2一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素40份、细菌纤维素26份、聚氧化乙烯17份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸14份、交联聚维酮8份、山奈酚葡萄糖醛酸苷4份、2-硫代乙内酰脲3.6份、芹菜素1.7份、花生壳粉6.4份、丝瓜络2.8份、乙氧基化蓖麻油2.3份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑1.2份、脱氢乙酸钠3份、交联剂3份、聚乙二醇8份、甘油45份；所述植物纤维素包括重量比为1:3.6:1.9:1.3:2:1.2的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在70℃下反应12h，然后在95℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。所述细菌纤维素由葡萄糖氧化杆菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。所述交联剂为多聚磷酸钠。所述植物纤维素包括重量比为1:3:1.5:0.7:1.4:0.8的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于8-20倍重量份的去离子水中，以500-1000rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为10，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为75℃，搅拌60分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在100℃下反应12小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。实施例3一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素28份、细菌纤维素22份、聚氧化乙烯12份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸9份、交联聚维酮6.4份、山奈酚葡萄糖醛酸苷3.5份、2-硫代乙内酰脲2.8份、芹菜素1.2份、花生壳粉4.3份、丝瓜络1.6份、乙氧基化蓖麻油1.9份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑1.1份、脱氢乙酸钠2.4份、交联剂2.2份、聚乙二醇5.8份、甘油39份；所述植物纤维素包括重量比为1:2.8:1.5:0.7:1.4:0.8的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在58℃下反应12h，然后在90℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。所述细菌纤维素由奥尔兰醋杆菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。所述交联剂为烯丙基缩水甘油醚。一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于16倍重量份的去离子水中，以750rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为8.5，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为68℃，搅拌50分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在90℃下反应10小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。实施例4一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素28份、细菌纤维素22份、聚氧化乙烯14份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸6份、交联聚维酮4.8份、山奈酚葡萄糖醛酸苷2.6份、2-硫代乙内酰脲2.9份、芹菜素1.2份、花生壳粉4.5份、丝瓜络2.3份、乙氧基化蓖麻油1.2份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑0.8份、脱氢乙酸钠2.6份、交联剂2.1份、聚乙二醇6.3份、甘油42份；所述植物纤维素包括重量比为1:3:1.5:0.7:1.4:0.8的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在68℃下反应12h，然后在90℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。所述细菌纤维素由八叠球菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。所述交联剂为戊二醛。一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于16倍重量份的去离子水中，以750rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为6.2，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为68℃，搅拌45分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在900℃下反应10小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。实施例5一种纤维素类高吸水树脂，其由以下原料所制备而得：按重量份计为：其由以下原料所制备而得：植物纤维素28份、细菌纤维素22份、聚氧化乙烯14份、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸6份、交联聚维酮4.8份、山奈酚葡萄糖醛酸苷2.6份、2-硫代乙内酰脲2.9份、芹菜素1.2份、花生壳粉4.5份、丝瓜络2.3份、乙氧基化蓖麻油1.2份、6-氯-1-羟基苯并三氮唑0.8份、脱氢乙酸钠2.6份、交联剂2.1份、聚乙二醇6.3份、甘油42份；所述植物纤维素包括重量比为1:3:1.5:0.7:1.4:0.8的甘蔗渣纤维素、废纸浆纤维素、菊粉纤维素、椰子纤维素、秸秆纤维素和竹纤维素。所述聚氧化乙烯的数均分子量为100000至250000；所述丝瓜络为碱化改性丝瓜络，其具体改性步骤为：将丝瓜络与适14wt.％的naoh乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，在65℃下反应12h，然后在92℃下反应3h，冷却后用洗涤至中性，烘干，即得碱化改性丝瓜络。所述细菌纤维素由巴氏醋杆菌所产出的，经分离提纯除去菌体蛋白和粘附的残余培养基，冷冻干燥所得细菌纤维素粉末。所述交联剂为环氧氯丙烷。一种纤维素类高吸水树脂的制备方法，其制备步骤为：步骤1）按重量份称取各原料；步骤2）将细菌纤维素置于8-20倍重量份的去离子水中，以700rpm的速度搅拌形成均匀溶液，然后调节溶液ph为9，随后加入植物纤维素、交联聚维酮、聚乙二醇、花生壳粉和丝瓜络，调节温度为70℃，搅拌40分钟，得混合液m；步骤3）将聚氧化乙烯、l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和脱氢乙酸钠加入甘油中，搅拌混合均匀，然后加入乙氧基化蓖麻油、芹菜素、山奈酚葡萄糖醛酸苷和2-硫代乙内酰脲，搅拌混合均匀，得混合液n；步骤4）将步骤2）中的混合液m和步骤3）中的混合液n混合均匀，然后加入交联剂和6-氯-1-羟基苯并三氮唑，在95℃下反应8小时，冷却至室温；步骤5）洗涤并真空冷冻干燥，即得。对比例1本对比例同实施例1，其不同之处在于：本对比例中不添加l-鸟氨酸-l-天冬氨酸和花生壳粉。对比例2本对比例同实施例1，其不同之处在于：本对比例中不添加丝瓜络和山奈酚葡萄糖醛酸苷。性能测试对上述实施例和对比例所制备的吸水树脂进行相关性能测试，其测试结果如下表所示：编号吸水率/g/g15秒吸水率/g/g吸盐水率/g/g30秒吸盐水率/g/g实施例13652287563实施例24082538166实施例33862457871实施例44322588374实施例54782648876对比例12821495741对比例22551285236通过以上测试结果可以看出，本发明所制备的吸水树脂具有较佳的吸水率和吸盐水率，其中吸水率达365g/g及以上，吸盐水率达75g/g及以上，且该吸水树脂在15秒吸水率达228g/g及以上，30秒吸盐水率达63g/g及以上，吸液速度快，具有良好的市场应用前景。当前第1页12