CN101134799A - 微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法 - Google Patents

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张继
梁燕
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Abstract

本发明提供一种以马铃薯茎叶为原料，经微波辐射合成高吸水材料的方法，该方法是将马铃薯茎叶废弃物干燥、粉碎后，加入马铃薯茎叶废弃物质量40～120倍的蒸馏水，混合均匀后，再依次加入马铃薯茎叶质量1～6倍的丙烯酰胺、0.3～2倍的丙烯酸搅拌均匀，然后置于微波反应装置中，在辐射功率为150～250W下，辐射3～8min，进行接枝聚合，将产物用甲醇浸泡1～5小时后烘干，粉碎即得。本发明所得吸水材料经测定：吸蒸馏水倍率可达自身干重的200～1100倍，吸盐水(0.9％)倍率可达自身干重的20～95倍。本发明由于使用了微波技术，使反应周期比常规反应大大缩短，能耗低，提高了效率。

Description

微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法
技术领域
本发明属于高分子技术领域，涉及一种吸水材料的制备，尤其涉及一种以马铃薯茎叶为原料，经微波辐射合成高吸水材料的方法。
背景技术
马铃薯属一年生草本植物，在我国分布很广。由于其茎叶不能食用，一般被抛弃。这样既是一种浪费，又会对环境造成污染。鉴于其主要成分是纤维素，所以可以用来制备吸水材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以马铃薯茎叶为原料，经微波辐射合成高吸水材料的方法。
本发明制备高吸水材料的方法，是将马铃薯茎叶经干燥、粉碎后，在微波辐射下与丙烯酸/丙烯酰胺接枝共聚，从而制备成可降解的吸水材料。
其具体工艺步骤如下：
①将马铃薯茎叶干燥、粉碎、过100目筛。
②加入马铃薯茎叶质量40～120倍量的蒸馏水，混合均匀。
③依次加入马铃薯茎叶质量2～6％的引发剂、2～6％的交联剂，马铃薯茎叶质量1～6倍的丙烯酰胺、0.3～2倍的丙烯酸搅拌均匀，得到预反应物。
其中各组分的优选用量为：引发剂为马铃薯茎叶质量的3～5％；交联剂为马铃薯茎叶质量的3～5％；丙烯酰胺为马铃薯茎叶质量的4～6倍；
本发明所采用的丙烯酸是在冰水浴中，以20％的氢氧化钠中和后的丙烯酸盐与丙烯酸的混合物，其中和度为60～80％；其优选用量为马铃薯茎叶质量的1.3～2倍。
④将预反应物置于微波反应装置中，在辐射功率为150～250W下，辐射3～8min，进行接枝聚合。最佳微波辐射条件为：辐射功率为180～200W，辐射时间为4～5min。
⑤将产物用甲醇浸泡1～5小时后烘干(在60～70℃下烘干)，粉碎即得。优选浸泡时间为4小时左右。
本发明采用的马铃薯茎叶是经乙醇提取茄尼醇后的废渣。
本发明所采用的引发剂为过硫酸铵。
本发明所采用的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
经测定，本发明方法制备的吸水材料，吸蒸馏水倍率可达自身干重的200～1100倍，吸盐水(0.9％)倍率可达自身干重的20～95倍。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明以廉价的马铃薯茎叶废弃物为原料，经微波辐射合成新型吸水材料，其成本低，吸水性能好；同时废弃物得到利用，变废为宝，实现资源循环利用。
2、本发明由于使用了微波技术，使反应周期比常规反应大大缩短，能耗低，提高了效率。
3、本发明的工艺简单，操作方便，易于工业化生产。
具体实施方式
实施例一：
取16.5份蒸馏水，加入0.2份马铃薯茎叶(干燥、粉碎、用100目筛滤过后)混合均匀，再依次加入过硫酸铵0.008份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.008份、丙烯酰胺0.9份、由20％的氢氧化钠在冰水浴中和至中和度为70％的丙烯酸0.3份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间5.5min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在60～70℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：其吸蒸馏水的倍率为512，吸盐水(0.9％)的倍率为62，接枝效率为87％。
施例二：
取20份蒸馏水，加入0.2份马铃薯茎叶(干燥、粉碎、用100目筛滤过后)混合均匀，再依次加入过硫酸铵0.008份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.008份、丙烯酰胺1.2份、由20％的氢氧化钠在冰水浴中中和至中和度为75％的丙烯酸0.4份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间4min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在60～70℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：吸蒸馏水的倍率为1126，吸盐水(0.9％)的倍率为95；接枝效率为92％。
实施例三：
取10份蒸馏水，加入0.2份经乙醇提取茄尼醇后的马铃薯茎叶废渣(干燥、粉碎、用100目筛滤过后)混合均匀，再依次加入过硫酸铵0.008份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.012份、丙烯酰胺0.3份、由氢氧化钠在冰水浴中中和至中和度为70％的丙烯酸0.1份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间为6min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在60～70℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：吸蒸馏水的倍率为：212，吸盐水(0.9％)的倍率为：23。接枝效率为：82％。
实施例四：
取23份蒸馏水，加入0.2份经乙醇提取茄尼醇后的马铃薯茎叶废渣(干燥、粉碎、用100目筛滤过后)混合均匀，再依次加入过硫酸铵0.008份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.008份、丙烯酰胺1.2份、由氢氧化钠在冷水浴中中和至中和度为65％的丙烯酸0.4份，充分搅拌均匀后，置于微波反应装置中，调节辐射功率为180W，辐射时间为6.5min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物用甲醇浸泡4小时后在60～70℃下烘干，粉碎即得。测定其吸水率等性能：吸蒸馏水的倍率为：765，吸盐水(0.9％)的倍率为：68。接枝效率为：88％。

Claims (7)

1.一种微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，包括以下工艺步骤：
①将马铃薯茎叶干燥、粉碎、过100目筛；
②加入马铃薯茎叶质量40～120倍量的蒸馏水，混合均匀；
③依次加入马铃薯茎叶质量2～6％的引发剂、2～6％的交联剂，马铃薯茎叶质量1～6倍的丙烯酰胺、0.3～2倍的丙烯酸搅拌均匀，得到预反应物；
④将预反应物置于微波反应装置中，在辐射功率为150～250W下，辐射3～8min，进行接枝聚合；
⑤将产物用甲醇浸泡1～5小时后烘干，粉碎即得。
2.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：所述马铃薯茎叶为经乙醇提取茄尼醇后的马铃薯茎叶废渣。
3.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵。
4.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
5.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：所述丙烯酸是在冰水浴中，以20％的氢氧化钠中和后的丙烯酸盐与丙烯酸的混合物，其中和度为60～80％。
6.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：步骤④所述微波辐射条件为：辐射功率为150～250W，辐射时间为3～8min。
7.如权利要求1所述微波辐射马铃薯茎叶制备高吸水材料的方法，其特征在于：步骤⑤所述烘干是在60～70℃下烘干。
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