一种利用多糖生物絮凝剂合成高吸水树脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子吸水树脂的合成技术领域，具体是设及一种利用多糖生物絮凝 剂合成高吸水树脂的方法。
【背景技术】
[0002] 高吸水树脂起源于上个世纪六十年代，是指能吸收自身质量几百倍甚至上千倍水 分，含有径基、簇基等强亲水性基团且具有交联网络结构的聚合物，主要有合成树脂和半合 成树脂两类。合成树脂类主要是石油工业原料经过接枝共聚方法等合成，比如交联聚丙締 酸盐和交联聚乙締醇，运种合成树脂寿命较长，吸水率较高但生产成本较高、可生物降解性 差；而半合成树脂则W淀粉、纤维素、蛋白质等天然高分子材料与丙締腊、丙締酸、丙締酷胺 和丙締酸醋等单体接枝共聚得到，运种树脂的合成成本较低，且在自然界中可生物降解，特 别适用于做±壤的保水剂，还可用作日用化妆品、生理用品、医用辅料、抗血栓药剂、建筑吸 水材料、止水密封材料W及油水分离剂等。
[0003] 随着人们对环保的重视，可生物降解的高吸水树脂会越来越受到青睐。公开号为 CN1544497A的发明专利公开了采用氧化淀粉为原料，丙締酸、丙締酷胺（或丙締酸醋）为接 枝单体，N，N-亚甲基双丙締酷胺为交联剂，氧化还原体系作为引发剂，黏±作为反应助剂， 制成了蒸馈水的吸水倍数>lOOOg/g，生理盐水的吸水倍数>lOOg/g的淀粉类高吸水树 月旨，且工艺简单、原料及处理成本低。公开号为CN102093513A的发明专利公开了一种马铃 馨淀粉接枝丙締酸制备吸水树脂的方法，它是将马铃馨淀粉糊化后与N，N-亚甲基双丙締 酷胺、总反应量一半的过硫酸钟和亚硫酸钢引发体系混合，65~95%中和度的丙締酸溶 液与总反应量剩余一半的过硫酸钟和亚硫酸钢引发体系混合，最终混合到一起反应制得， 成品对蒸馈水的吸水率为300~1200g/g，5%化Cl水溶液的吸水率为35~125g/g。
[0004] 如上所述，诸多高吸水树脂的合成研究中所用的糖类材料大多取自于天然材料的 人工提炼，比如淀粉、纤维素等，分子量基本上都是几万到几十万不等，其分子量小，分子结 构也较简单，且需要添加交联剂，否则无法制备出高交联度的吸水树脂，导致其使用大大受 到限制。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用多糖生物絮凝剂合成高吸水 树脂的方法，即多糖生物絮凝剂改性成可降解的高效环保的高吸水树脂的方法，具体是W 人工合成且已规模化生产的具有200万~3000万超高分子量且为网状结构的多糖生物絮 凝剂为基材，与一系列含有不饱和双键的单体发生接枝共聚反应，获得具有超高分子量且 可生物降解的高吸水树脂，其吸水性能优异、保水性能强且耐盐耐酸碱。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用多糖生物絮凝剂合成高吸 水树脂的方法，W现有的非离子型多糖生物絮凝剂为原料，通过接枝聚簇酸和聚横酸阴离 子基团，制得高吸水树脂。
[0007] 优选具体步骤如下：
[0008] 取一定浓度的非离子型多糖生物絮凝剂，在25-35°C下，通入氮气后，加入丙締腊， 然后加入引发剂A，待反应体系变为乳白色后，加入一定量的阴离子单体和分散剂，升溫至 45-60°C，加入引发剂B，聚合反应一定时间后，停止通氮气，升溫至85-95°C，加入强碱溶 液，同时揽拌，使接枝共聚物充分皂化，用湿润的抑试纸检验瓶口跑出氨气的量，待抑基本 为7-8时，取出产物，先用酸洗、再用醇洗，之后经干燥研磨过滤，制得50-100目的吸水树 脂。
[0009] 优选的，丙締腊与非离子型多糖生物絮凝剂的固体质量比为1:1~2:1，阴离子单 体与非离子型多糖生物絮凝剂的固体质量比为1:1~5:1，分散剂占反应体系的质量百分 比为5%~20%，聚合反应时间为2~地。
[0010] 优选的，所述的非离子型多糖生物絮凝剂的结构简式为：
[0012] 其中：a-D-GLC代表一个糖单元，括号内的数字代表糖巧键的连接方式。该多糖 生物絮凝剂的分子量为200万~3000万，溶液质量浓度为4-40%。其优选制备方法为专利 公告号CN101392280A中所述的一种制备多糖生物絮凝剂的酶学方法，其具体制备方法如 下：
[0013] 所述非离子型多糖生物絮凝剂的优选的动力粘度分别为4500cPs和65000cPs，包 括如下制作步骤：
[0014] (1)根据上述多糖生物絮凝剂动力粘度的要求，分别对应地配制浓度为0.SOmol/ L和0. 44mol/L的薦糖溶液1000毫升和1000升；
[0015] (2)在上述薦糖溶液中分别加入氯化巧溶液，其中浓度为0.SOmol/L的溶液中加 入0. 5%的氯化巧溶液10毫升，浓度为0. 44mol/L的溶液中加入5%的氯化巧溶液1000毫 升；
[0016] (3)用30%醋酸缓冲溶液调节上述薦糖溶液的抑值在5. 2~5. 4范围；
[0017] (4)向上述薦糖溶液中分别加入葡聚糖薦糖酶溶液17. 5毫升和29. 2升，酶的活性 分别为456IU/ml和480IU/ml，混匀后，用10%醋酸调节抑值在5. 2~5. 4范围；
[0018] (5)将上述溶液置于恒溫水浴中，调节揽拌，充分反应直至溶液达到所要求的动 力粘度，上述0. 80mol/L和0. 44mol/L两种不同浓度的溶液对应的恒溫水浴溫度分别为 20 ~22°C和 24 ~26°C;
[0019] (6)对反应产物进行加热灭菌，过滤除杂，纯化浓缩后即得所述非离子型多糖生物 絮凝剂。
[0020] 作为优选实施方案，所述的引发剂A为硝酸姉锭、焦憐酸儘络阴离子、H2〇2/Fe2\ H2O2/盐酸径胺中的任意一种，添加量为1X10 3~4X10 3mol/l，其中&〇2与化2+或盐酸径 胺的摩尔比为1:1~1:2。
[0021] 作为优选实施方案，所述引发剂B为偶氮二异下基脉盐酸盐、偶氮二异下咪挫嘟 盐酸盐中的任意一种，添加量为阴离子单体总质量的0. 5%。~5%。。
[0022] 作为优选实施方案，所述的阴离子单体是在冷却条件下用氨氧化钢或氨氧化钟中 和締基簇酸或/和締基横酸制得的中和度> 60%的締基簇酸盐或/和締基横酸盐，其中締 基簇酸盐与締基横酸盐的质量比为任意比例。
[0023] 作为优选实施方案，所述締基簇酸为丙締酸、甲基丙締酸、马来酸、富马酸、下締酸 中的任意一种；締基横酸为丙締横酸、乙締基横酸、甲基丙締横酸、2-丙締酷胺基-2-甲基 丙横酸中的任意一种。
[0024] 作为优选实施方案，所述的分散剂为碳酸氨锭、氯化锭、憐酸钢及尿素中的任意一 种。
[0025] 作为优选实施方案，所述的强碱溶液为氨氧化钢或氨氧化钟中的任意一种，且质 量浓度为10~40%，与丙締腊的摩尔比为1:1~2:1。
[00%] 本发明的积极效果：
[0027] 首先，本发明产品为浅黄色颗粒，具有超高分子量，带有较多的径基、簇基或横 酸基等强亲水基团，内部为互穿网络结构，具有较强的吸水性，在去离子水中的吸水倍数 >lOOOg/g，在生理盐水中的吸水倍数>lOOg/g。
[0028] 其次，本发明产品与常见的淀粉类纤维素类吸水树脂相比，不用添加交联剂，分子 量上千万且吸水性能和保水性能更加优异，可重复利用，具有良好的耐盐耐酸碱性能，可 降解，无二次污染，可广泛应用于卫生医疗、农业园艺、建筑、食品加工等各个方面。
【具体实施方式】
[0029] 下面对本发明的优选实施例进行详细说明。 阳〇3〇] 实施例1
[0031] 配制中和度为100%的2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸钢水溶液：将质量分数为 50%的2-