本发明涉及高吸水树脂领域,具体涉及一种含膨润土的可降解性高吸水树脂微球,及其制备工艺。
背景技术:
高吸水树脂是一种低交联密度的含有强吸水性基团的高分子聚合物,通过水合作用迅速地吸收大量的水而呈凝胶状,具有良好的吸水性能、保水性能,并且吸水容量大、吸水速率快、保水能力强。近年来在农林、卫生、建筑等多领域得到广泛的应用。
余响林等人在其论文《微米级可降解性高吸水树脂微球的制备工艺》一文中,以淀粉与丙烯酸/丙烯酰胺为原料,采用接枝共聚的方法,在低油水比的反相悬浮体系中制备微米级可降解高吸水树脂微球,探讨了油水比、中和度、分散剂、
引发剂、交联剂对树脂性能的影响。
本发明以n,n'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸钾为引发剂,衣康酸与丙烯酰胺接枝共聚制备了一种复合高吸水树脂,具有良好的保水能力,凹凸棒土的加入改善了高吸水树脂的抗盐性。膨润土能改善土壤的结构,提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力;同时,膨润土的加入也提高了高吸水树脂的吸水率、保水性能及热稳定性;将其与腐殖酸、沸石、芽孢杆菌复合制备得到一种土壤改良剂,可用于调节土壤酸碱度、缓冲土壤值,进而提高作物产量。
技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种含膨润土的可降解性高吸水树脂微球及其制备工艺,依照该工艺制备的高吸水树脂微球具有良好吸水性、保水性、可降解。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
淀粉20-30,丙烯酸15-20,丙烯酰胺10-15,过硫酸钾溶液3-6,span804-7,n,n'-亚甲基双丙烯酰胺2-4,衣康酸4-7,硝酸铈铵2-5,凹凸棒土6-10,膨润土6-9,腐殖酸5-7,沸石3-6,芽孢杆菌2-5,naoh溶液、环己烷、乙醇、蒸馏水适量。
一种含膨润土的可降解性高吸水树脂微球的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
a.将淀粉1:10-20溶于蒸馏水中,加热至50-60℃糊化,冷却后加入过硫酸钾溶液,搅拌均匀得a液,将span801:15-25溶于环己烷中,与a液混合,氮气保护下,搅拌乳化反应1-2h,水浴加热至50-70℃反应3-5h,降至室温,去水相,醇洗3-5次,真空干燥,研磨粉碎,待用;
b.向衣康酸中1:3-5:15-20加入naoh溶液、蒸馏水,搅拌均匀,加入丙烯酰胺、硝酸铈铵,搅拌1-2h后,得a液;将丙烯酸置于冰浴中,1:5-10加naoh溶液部分中和后,与a液混合均匀,加入凹凸棒土,在30-40℃下超声1-2h,通入氮气,搅拌下加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、a中所得物料,搅拌至完全溶解得聚合反应液;
c.将膨润土与腐殖酸混合,1:10-15加入蒸馏水,搅拌均匀,调ph为8-9,加入沸石、芽孢杆菌,在30-40℃下超声振荡2-4h,冷冻干燥,研磨粉碎,过100-200目筛,待用;
d.将b、c中所得物料混合,超声振荡1-2h,置于冰浴中,在压力的作用下雾化成细小的液滴,液滴进入100-110℃的油溶性溶液中,经过缓慢的沉降过程,得到产品,反应结束后恒温1-2h,所得微球经离心后于80-90℃干燥8-12h,粉碎过筛,即得高吸水树脂微球。
步骤a中过硫酸钾溶液浓度为10-15%;步骤b中所述凹凸棒土,在60-70℃酸液中浸泡处理1-2h,用蒸馏水洗涤至ph=6-7,100-110℃干燥备用;步骤b中所述naoh水溶液浓度为30-35%。
本发明的反应机理如下:
(1)本发明以n,n'-亚甲基双丙烯酰胺为引发剂,以过硫酸铵为交联剂,衣康酸与丙烯酰胺接枝共聚制备了一种复合高吸水树脂,具有良好的保水能力,凹凸棒土的加入改善了高吸水树脂的抗盐性。
(2)膨润土能改善土壤的结构,提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力;同时,膨润土的加入也提高了高吸水树脂的吸水率、保水性能及热稳定性;将其与腐殖酸、沸石、芽孢杆菌复合制备得到一种土壤改良剂,可用于调节土壤酸碱度、缓冲土壤值,进而提高作物产量。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例
一种含膨润土的可降解性高吸水树脂微球,由下述重量份(g)的原料制得:
淀粉30,丙烯酸20,丙烯酰胺15,过硫酸钾溶液6,span804,n,n'-亚甲基双丙烯酰胺2,衣康酸7,硝酸铈铵5,凹凸棒土10,膨润土9,腐殖酸7,沸石6,芽孢杆菌5,naoh溶液、环己烷、乙醇、蒸馏水适量。
一种含膨润土的可降解性高吸水树脂微球的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
a.将淀粉1:20溶于蒸馏水中,加热至50-60℃糊化,冷却后加入过硫酸钾溶液,搅拌均匀得a液,将span801:15溶于环己烷中,与a液混合,氮气保护下,搅拌乳化反应1h,水浴加热至60-70℃反应3h,降至室温,去水相,醇洗3次,真空干燥,研磨粉碎,待用;
b.向衣康酸中1:5:20加入naoh溶液、蒸馏水,搅拌均匀,加入丙烯酰胺、硝酸铈铵,搅拌1h后,得a液;将丙烯酸置于冰浴中,1:10加naoh溶液部分中和后,与a液混合均匀,加入凹凸棒土,在30-40℃下超声1h,通入氮气,搅拌下加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、a中所得物料,搅拌至完全溶解得聚合反应液;
c.将膨润土与腐殖酸混合,1:15加入蒸馏水,搅拌均匀,调ph为8-9,加入沸石、芽孢杆菌,在30-40℃下超声振荡2h,冷冻干燥,研磨粉碎,过100目筛,待用;
d.将b、c中所得物料混合,超声振荡2h,置于冰浴中,在压力的作用下雾化成细小的液滴,液滴进入100-110℃的油溶性溶液中,经过缓慢的沉降过程,得到产品,反应结束后恒温1h,所得微球经离心后于80-90℃干燥10h,粉碎过筛,即得高吸水树脂微球。