以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法
2023-05-06 22:34:16
專利名稱：以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法
技術領域：
本發明涉及一種高吸水樹脂的製備方法，特別是涉及一種以澱粉或澱粉衍生物為 原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，本產品可廣泛應用於農業、林業、園藝及荒漠化防 治等領域。
背景技術：
高吸水性樹脂以其優異的吸水和保水性能，在許多領域都有重要的應用，尤其是 在農、林、園藝及荒漠化防治等領域的應用最為廣泛。高吸水性樹脂在農業上常被用於土壤 改良、沙漠綠化、無土栽培、抗旱保水、農藥化肥緩釋、食品及水果保鮮材料等。將高吸水樹 脂加入到土壤中，可以改良土壤結構，增加土壤的吸水和保水能力，改善土壤水分狀況，調 節土壤中固、液、氣三相的分布，改善土壤對溫度的調節能力，同時還為土壤微生物的繁衍 提供了有利環境，活性大大提高，有利於植物對營養元素的吸收，可以明顯提高種子的發芽 率，促進植物生長發育，為提高農、林、園藝、蔬菜、果樹、水草的產量創造了良好的條件。隨著高吸水樹脂在農林業等領域的應用範圍不斷擴展，普通的高吸水樹脂在性能 及功能上已不能滿足應用要求，開發和研究能夠滿足特定性能要求的高性能高吸水樹脂已 成為當今熱點。特別是在農、林及園藝方面的應用，迫切需要研製更加實用的多功能型高吸 水樹脂，如含有植物生長營養元素、植物生長調節劑、緩施肥料等新型高吸水樹脂。中國專 利CN101003600公開了一種農用營養型高吸水樹脂的製備方法，用該方法製得的高吸水樹 脂在具有普通高吸水樹脂特點的同時，還具有營養功能。中國專利CN101302272公開了一 種含鉀和氮高吸水樹脂的製備方法，該產品含有植物生長所需的鉀和氮營養元素。
發明內容
本發明的目的是提供一種適合農、林、荒漠化防治及園藝等領域應用的含黃腐酸 鈉高吸水樹脂的製備方法。本發明的技術方案如下在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中和除去 阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸及其鹽溶液，之後與澱粉衍生物或熱糊化後的澱粉、丙烯醯 胺溶液、黃腐酸鈉溶液、交聯劑N，N'-亞甲基雙丙烯醯胺溶液及引發劑過硫酸鉀混合， 在室溫下攪拌0. 5-1. Oh,使其混合均勻，其中原料質量配比為1份澱粉或澱粉衍生物， 0. 168-6. 990份氫氧化鈉或0. 47-9. 80份氫氧化鉀，3_14份丙烯酸，0_20份丙烯醯胺， 0. 0004-1. 0961 份黃腐酸鈉，0. 00002-0. 04000 份 N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺，0. 005-0. 050 份過硫酸鉀，20-40份去離子水，然後在氮氣保護下用水浴加熱逐漸升溫，直至溫度達到 600C -80°C，在此溫度範圍內反應0. 5-1. Oh,繼續加熱至水沸騰，再在沸水浴加熱下保溫 l-2h，得黑褐色膠狀物，經烘乾、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，產品的吸水 倍數為190-640倍。上述技術方案中所述的澱粉為馬鈴薯澱粉，玉米澱粉，澱粉衍生物為羧甲基澱粉、磷酸酯澱粉、交聯澱粉、醋酸酯澱粉、磺原酸酯澱粉、預糊化澱粉，優選馬鈴薯澱粉或馬鈴薯 澱粉衍生物。方案所述的丙烯酸的中和度是20%，30%，35%，40%，45%，50%，55%，60%， 70%，80%，優選 30% -60%。方案所述的原料配比中的去離子水為溶解氫氧化鈉或氫氧 化鉀、丙烯醯胺、黃腐 酸鈉和澱粉熱糊化所用的去離子水總量。本發明的優點如下(1)本發明所製備的產品除具有高吸水樹脂的吸水保水性能外，還含有具有營養 功能的黃腐酸鈉，可明顯改善土壤理化性能，促進植物根系發育，增加葉面光合強度，調節 植物生理代謝，增強抗旱、抗寒、抗病蟲害、抗鹽鹼的能力，對增產和改善品質具有顯著作 用。(2)本發明使用澱粉或澱粉衍生物作為母體，可大幅降低成產成本，而且該產品具 有易降解，無汙染的優點。(3)本發明採用一步合成法，生產工藝簡單，無三廢產生，有利於產業化生產。
圖1是產品的製備工藝流程2是具體實施例8產品的紅外光譜圖
具體實施例方式實施例1 用15ml去離子水溶解5. Og氫氧化鈉，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 30g(28. 6ml)丙烯酸；稱取5. Og馬鈴薯澱粉溶於25ml去離子水中，在60_70°C溫度下加熱 糊化0. 5h，冷卻至室溫後與中和好的丙烯酸及其鹽溶液，0. Ig黃腐酸鈉，80mg過硫酸鉀， 2ml濃度為5mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯醯胺溶液混合，在室溫下攪拌0. 5h，然後通入 氮氣並在水浴中緩慢加熱，使其在60-75°C溫度下反應lh，繼續升溫，再在沸水浴中保溫 1.5h，停止通氮氣，冷卻至室溫，將產品取出，烘乾、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水 樹脂，本實施例所得產品的吸水倍數為640倍。實施例2 用25ml去離子水溶解7. 5g氫氧化鈉，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 30g(28. 6ml)丙烯酸；用39ml去離子水溶解0. 05g黃腐酸鈉；將中和好的丙烯酸及其鹽溶 液與黃腐酸鈉溶液、6ml濃度為5mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯醯胺溶液、3. 33g磷酸酯馬 鈴薯澱粉、65mg過硫酸鉀混合，在室溫下攪拌0. 5h，然後通入氮氣並開始緩慢加熱，使其在 60-75°C溫度下反應lh，繼續升溫，再在沸水浴中保溫l_2h，停止通氮氣，冷卻至室溫，將產 品取出，烘乾，粉碎，過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，本實施例所得產品的吸水倍數 為230倍。實施例3 實驗條件同實施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. IOg黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為226倍。實施例4 實驗條件同實施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. 30g黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為220倍。實施例5 實驗條件同實施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. 50g黃腐酸鈉，本實施例所得產品的吸水倍數為190倍。實施例6 用IOml去離子水溶解6. 5g氫氧化鉀，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 28g(26. 7ml)丙烯酸；用14ml去離子水溶解7. OOg丙烯醯胺；在加熱的條件下，用16ml去離 子水溶解0. 05g黃腐酸鈉；將中和好的丙烯酸及其鹽溶液與丙烯醯胺溶液，黃腐酸鈉溶液， 2. 5g磷酸酯澱粉，IOOmg過硫酸鉀、30ml濃度為lmg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯醯胺溶液 混合，在室溫下攪拌0. 5h，然後通入氮氣並在水浴中緩慢加熱，使其在60-75°C溫度下反應 lh，繼續升溫，再在沸水浴中保溫1. 5h，停止通氮氣，冷卻至室溫，將產品取出，烘乾、粉碎、 過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，本實施例所得產品的吸水倍數為360倍。實施例7 實驗條件同實施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. IOg黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為345倍。
實施例8 實驗條件同實施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. 30g黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為336倍。實施例9 實驗條件同實施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. 50g黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為320倍。實施例10 實驗條件同實施例7，不同的是用16ml去離子水溶解0. 70g黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為304倍。實施例11 實驗條件同實施例7，不同的是用16ml去離子水溶解1. OOg黃腐酸鈉， 本實施例所得產品的吸水倍數為280倍。實施例8產品的紅外光譜由NEXUStm670FT_IR Ε. S. P型紅外光譜儀測定。經德國 Elementar Vario ELIII型元素分析儀器測定，實施例8產品的元素含量為C%= 38. 20， H%= 5. 659，N%= 0. 100。
權利要求
以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，其特徵是在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中和除去阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸及其鹽溶液，之後與澱粉衍生物或熱糊化後的澱粉、丙烯醯胺溶液、黃腐酸鈉溶液、交聯劑N，N′ 亞甲基雙丙烯醯胺溶液及引發劑過硫酸鉀混合，在室溫下攪拌0.5 1.0h，使其混合均勻，其中原料質量配比為1份澱粉或澱粉衍生物，0.168 6.990份氫氧化鈉或0.47 9.80份氫氧化鉀，3 14份丙烯酸，0 20份丙烯醯胺，0.0004 1.0961份黃腐酸鈉，0.00002 0.04000份N，N′ 亞甲基雙丙烯醯胺，0.005 0.050份過硫酸鉀，20 40份去離子水，然後在氮氣保護下用水浴加熱逐漸升溫，直至溫度達到60℃ 80℃，在此溫度範圍內反應0.5 1.0h，繼續加熱至水沸騰，再在沸水浴加熱下保溫1 2h，得黑褐色膠狀物，經烘乾、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，產品的吸水倍數為190 640倍。
2.根據權利要求1所述，以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特徵是所用的澱粉為馬鈴薯澱粉，玉米澱粉，木薯澱粉。
3.根據權利要求1所述，以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特徵是所用的澱粉衍生物為羧甲基澱粉、磷酸酯澱粉、交聯澱粉、醋酸酯澱粉、磺原 酸酯澱粉、預糊化澱粉。
4.根據權利要求1所述，以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特徵是所用的澱粉或澱粉衍生物為馬鈴薯澱粉或馬鈴薯澱粉衍生物。
5.根據權利要求1所述，以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特徵是丙烯酸的中和度是30% -60%。
全文摘要
本發明提供了一種以澱粉或澱粉衍生物為原料製備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，該方法是採用在澱粉或澱粉衍生物與丙烯酸等單體接枝共聚前，在反應體系中添加黃腐酸鈉，然後進行聚合反應，所製得的高吸水樹脂的吸水倍數為190-640倍。本發明的合成工藝簡單，無汙染，生產成本低，且產品易降解並含有營養功能的黃腐酸鈉，可廣泛應用於農業、林業、荒漠化防治及園藝等領域。
文檔編號C08B31/00GK101985511SQ20101050130
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月9日 優先權日2010年10月9日
發明者張偉, 李東芳, 李延楠, 杜靜靜, 林波, 溫國華, 目仁更, 邢建霞 申請人:內蒙古大學