专利名称：马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂的方法
技术领域：
本发明涉及一种马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂的方法，属于高分子材料领 域。
背景技术：
现有吸水树脂多以丙烯酸系合成为主，为全人工合成材料，或以丙烯酸/纤维素 合成为主，这些材料制得的吸水树脂多存在聚合反应温度高，产品成本高，产物不易降解或 不易完全降解，在农业领域应用有可能影响土壤品质等问题。利用淀粉经改性制备吸水树 脂的方法较多，马铃薯淀粉是我国的一种优势资源，但因其结构有别于玉米、豆类等的淀 粉，虽其本身结构强度较好，但以其为主体材料，一般在较高温度下聚合尚可行，而在中常 温条件下聚合制备可降解的环保型吸水树脂一直以来都未得到解决，其原因主要在于中常 温下马铃薯淀粉聚合反应活性的问题没有得到很好的解决。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的困难，提供一种马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备 可降解的环保型吸水树脂的方法。本发明以马铃薯淀粉为原料，通过特定的氧化-还原引 发剂体系，在中常温条件下将丙烯酸接枝到马铃薯淀粉分子链上，再经交联反应制备可降 解的环保型吸水树脂，通过下列技术方案实现。一种马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂的方法，经过下列各步骤A.取丙烯酸，并取丙烯酸质量的M 60%的氢氧化钠或氢氧化钾溶解为饱和溶 液，并对丙烯酸进行中和，配成组份I ；B.取丙烯酸质量的18 40%的马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为 1 5 30，在85 100°C下加水搅拌，并进行糊化，再冷却；取丙烯酸质量的0.15 0. 35%的N-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为1 5 50，溶于水，再将该 溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取丙烯酸质量的0. 5 4. 5%的过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸 钠的质量比为1 0. 1 0. 6，按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 23 90，加水 混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体系，即组份III ；D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在40 66°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容 器中，置于115 130°C的温度下2 5小时，即得到吸水树脂。所述步骤A中对丙烯酸进行中和到中和度为65 95%。所述步骤B中糊化后的马铃薯冷却到5 40°C。通过本发明方法所得的吸水树脂，其蒸馏水吸水率为300 1200g/g，5.0% NaCl 水溶液的吸水率为35 125g/g。本发明以特殊的氧化-还原引发剂体系为核心，实现了生产工艺简单、成本低、产品易降解等目的，并在中常温下即可实现马铃薯淀粉接枝丙烯酸制 备可降解的环保型吸水树脂，所得吸水树脂可应用于农业、园艺、医药、卫生等行业。
具体实施例方式实施例1A.取丙烯酸100g，并取24g氢氧化钠溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为65%，配成组份I ；B.取18g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 16，在85°C下加水搅 拌，并进行糊化，冷却到5°C ；取0. 15gN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 5，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取0.5g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0.1， 按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 40，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在40°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于120°C的温度下2小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为300g/g，5. 0% NaCl水溶 液吸水率为35g/g。实施例2A.取丙烯酸100g，并取40g氢氧化钾溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为95%，配成组份I ；B.取40g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 30，在100°C下加水搅 拌，并进行糊化，冷却到30°C;取0. 35gN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 50，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取4. 5g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0.4， 按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 23，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在66°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于130°C的温度下5小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为800g/g，5. 0% NaCl水溶 液吸水率为65g/g。实施例3A.取丙烯酸100g，并取60g氢氧化钾溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为80%，配成组份I ；B.取30g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 5，在90°C下加水搅拌， 并进行糊化，冷却到40°C ；取0. MgN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 25，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取2. 5g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0.6，按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 90，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在44°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于115°C的温度下4. 5小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为1100g/g,5.0% NaCl 水溶液吸水率为125g/g。实施例4A.取丙烯酸100g，并取45g氢氧化钠溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为85%，配成组份I ；B.取25g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 16，在95°C下加水搅 拌，并进行糊化，冷却到25°C;取0. 23gN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 30，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取1.8g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0.2， 按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 50，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在42°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于120°C的温度下3小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为1200g/g，5. 0% NaCl水 溶液吸水率为120g/g。实施例5A.取丙烯酸100g，并取30g氢氧化钾溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为75%，配成组份I ；B.取32g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 20，在90°C下加水搅 拌，并进行糊化，冷却到15°C ；取0. 3gN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 40，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取3. 6g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0.3， 按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 30，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在50°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于120°C的温度下3小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为950g/g，5. 0% NaCl水溶 液吸水率为85g/g。实施例6A.取丙烯酸100g，并取50g氢氧化钠溶解为饱和溶液，并对丙烯酸进行中和到中 和度为85%，配成组份I ；B.取36g马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 15，在88°C下加水搅拌，并进行糊化，冷却到35°C;取0. 32gN-N双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为 1 35，溶于水，再将该溶液与糊化后的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取3. 7g过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的质量比为1 0. 5， 按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 70，加水混合均勻，配制成氧化-还原引发剂体 系，即组份III;D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配 成组份V ；E.将组份IV和组份V混合，在43°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于120°C的温度下4小时，即得到吸水树脂，蒸馏水吸水率为1050g/g，5. 0% NaCl水 溶液吸水率为110g/g。
权利要求
1.一种马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂的方法，其特征在于经过下列各步骤A.取丙烯酸，并取丙烯酸质量的M 60%的氢氧化钠或氢氧化钾溶解为饱和溶液，并 对丙烯酸进行中和，配成组份I ；B.取丙烯酸质量的18 40%的马铃薯淀粉，按马铃薯淀粉水的质量比为1 5 30，在85 100°C下加水搅拌，并进行糊化，再冷却；取丙烯酸质量的0. 15 0. 35%的N-N 双丙烯酰胺，按N-N双丙烯酰胺水的质量比为1 5 50，溶于水，再将该溶液与糊化后 的马铃薯淀粉进行混合均勻，配成组份II ；C.取丙烯酸质量的0.5 4. 5%的过硫酸钾和亚硫酸钠，其中过硫酸钾和亚硫酸钠的 质量比为1 0. 1 0. 6，按过硫酸钾和亚硫酸钠水的质量比为1 23 90，加水混合 均勻，配制成氧化-还原引发剂体系，即组份III ；D.将组份III中的一半与组份I混合均勻配成组份IV，另一半与组份II混合均勻配成组 份V ；E.将组份IV和组份V混合，在40 66°C下进行反应至无挥发物，所得产物倒入容器 中，置于115 130°C的温度下2 5小时，即得到吸水树脂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A中对丙烯酸进行中和到中和 度为65 95%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述所述步骤B中糊化后的马铃薯冷却 到5 40 0C ο
全文摘要
本发明提供一种马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂的方法，以氢氧化钠或氢氧化钾对丙烯酸进行中和，配成Ⅰ；将马铃薯淀粉加水搅拌、糊化，冷却后加入N-N双丙烯酰胺，配成Ⅱ；取过硫酸钾和亚硫酸钠，加水配制成Ⅲ；将组份Ⅲ中的一半与组份Ⅰ混合配成Ⅳ，另一半与组份Ⅱ混合配成Ⅴ；将Ⅳ和Ⅴ混合，反应至无挥发物，所得产物置于中高温条件下2～5小时，即得到吸水树脂，所得吸水树脂的蒸馏水吸水率为300～1200g/g，5.0％NaCl水溶液的吸水率为35～125g/g，本发明以特殊的氧化-还原引发剂体系为核心，实现了生产工艺简单、成本低、产品易降解等目的，并在中常温下即可实现马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备可降解的环保型吸水树脂，所得吸水树脂可应用于农业、园艺、医药、卫生等行业。
文档编号C08F220/06GK102093513SQ201010595999
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者付田妮, 刘东辉, 朱文豪, 樊惠 申请人:昆明理工大学