CN101161695B - 微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸盐制备吸水材料的方法 - Google Patents

微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸盐制备吸水材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝丙烯酸盐制备吸水材料的方法。其步骤是在碱溶液中已溶解好的马铃薯淀粉工业废渣中，加入已用氢氧化钠或氢氧化钾或氨水部分中和的丙烯酸，然后搅拌并加入引发剂、交联剂，使体系均匀后，置于微波反应装置中，调节至一定的辐射功率及辐射时间，使马铃薯淀粉工业废渣与丙烯酸盐接枝聚合，将产物烘干，粉碎即可得最终产品。本发明所制得的吸水材料的吸水率高，成本较低，可广泛用于生态环境治理方面的抗风蚀剂，固沙种草剂，干旱农业的吸水保水材料等。

Description

微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸盐制备吸水材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备吸水材料的方法，尤其是一种用微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸盐制备吸水材料的方法。
背景技术
马铃薯属一年生草本植物，在我国分布很广。其块茎含有丰富的淀粉，因此，人们多以它来加工制取淀粉。在马铃薯淀粉工业中，每吨马铃薯的干淀粉含量约为16-17％，得渣3-4％，即每产一吨干淀粉，得干渣250kg。而干渣中含纤维素20-25％，果胶为20-25％，淀粉40％。由此可计：每千吨干淀粉的干渣约250吨，万吨干淀粉得副产约2500吨干渣。而现有淀粉废渣多数废弃，任意堆放，形成水污染，导致江河水会消耗其中的溶解氧，促进藻类及水生物繁殖，量大时河流严重缺氧，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡，造成严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种以马铃薯淀粉工业废渣为原料和丙烯酸盐接枝聚合，将其在微波辐射下，制备一种有利于降解、低成本的吸水材料。其意义在于变废为宝，可消除马铃薯淀粉工业废渣造成的严重环境污染。使其能在生态环境建设，固沙种草诸方面得到推广应用。
本发明的目的可通过以下技术方案来实现：
一种微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸(盐)制备吸水材料的方法是：
①马铃薯淀粉工业废渣干燥、粉碎，过140目筛所得；
②取10％-15％的NaOH，加入马铃薯淀粉工业废渣，使其溶解充分，得溶液A；
③在冰水浴冷却下，将丙烯酸用20％的氢氧化钠、或氢氧化钾、或氨水中和至70-80％，得溶液B；
④是将②③所得的A、B两种溶液混合后，再加入单体1-3％的引发剂过硫酸铵、单体1-3％的交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌；
⑤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2.5-4min，进行接枝聚合；
⑥反应完成后，取出产物，60-80℃下烘干，粉碎，包装。
上述制备工艺过程中，马铃薯淀粉工业废渣与丙烯酸质量比为1/20-1/5；引发剂过硫酸铵的用量为丙烯酸的0.45-3％、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺的用量为丙烯酸的0.5-2％。
反应体系中丙烯酸(盐)的浓度为3.5-4.2mol/l。
本发明与现有技术比照具有如下优点：
1.本发明以廉价的马铃薯淀粉工业废渣为原料，是混合物，无需分离纯化。与丙烯酸盐接枝聚合，再经微波辐射合成一种新型吸水材料，其成本比现有保水剂低，在固沙种草诸方面可大量推广应用，有利于在生态环境建设。
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，得到的产品吸水性能良好。
3.马铃薯淀粉工业废渣的利用有利于环保，而且本发明在生产过程中本身不产生工业“三废”，符合国家的产业政策。
附图说明
图1是用微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸盐制备吸水材料电镜扫描图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明再作进一步的详述：
实施例1
取11份10％的NaOH，加入0.5份马铃薯淀粉工业废渣，使其溶解充分，得溶液A；在冰水浴冷却下，将10份、浓度为4.2mol/l的丙烯酸用18份20％的氢氧化钠中和至80％，得溶液B。将上述所得A、B两溶液混合后，再加入过硫酸铵0.102份、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.045份，充分搅拌。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3min20s，进行接枝聚合。反应完成后，将产物烘干，粉碎，测定其吸水率758mL/g。并应用FT-IR、TEM、TG-DTA等进行表征。
实施例2
取11份10％的NaOH，加入0.5份马铃薯淀粉工业废渣，使其溶解充分，得溶液A；在冰水浴冷却下，将10份、浓度为3.8mol/l的丙烯酸用18份20％的氢氧化钠中和至80％，得溶液B。将上述A、B两溶液混合后，再加入过硫酸铵0.0518份、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.045份，充分搅拌。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3min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物烘干，粉碎，测定其吸水率647mL/g。并应用FT-IR、TEM、TG-DTA等进行表征。
实施例3
取11份10％的NaOH，加入0.5份马铃薯淀粉工业废渣，使其溶解充分，得溶液A；在冰水浴冷却下，将2.5份、浓度为3.5mol/l的丙烯酸用5份20％的氢氧化钠中和至80％，得溶液B。将上述A、B两溶液混合后，再加入过硫酸铵0.041份、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.065份，充分搅拌。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2.5min，进行接枝聚合。反应完成后，将产物烘干，粉碎，测定其吸水率304mL/g。并应用FT-IR、TEM、TG-DTA等进行表征。

Claims (3)

1.一种微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸(盐)制备吸水材料的方法，其步骤是：
①将马铃薯淀粉工业废渣干燥、粉碎，过140目筛所得；
②取10％-15％的NaOH，加入马铃薯淀粉工业废渣，使其溶解充分，得溶液A；
③在冰水浴冷却下，将丙烯酸用20％的氢氧化钠、或氢氧化钾、或氨水中和至70-80％，得溶液B；
④将上述②③所得的A、B两种溶液混合后，再加入引发剂过硫酸铵、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌；
⑤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2.5-4min，进行接枝聚合；
⑥反应完成后，将产物烘干，粉碎，包装。
2.根据权利要求2所述的一种微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸(盐)制备吸水材料的方法，其特征是马铃薯淀粉工业废渣与丙烯酸质量比为1/20-1/5；引发剂的用量为丙烯酸的0.45-3％、交联剂的用量为丙烯酸的0.5-2％。
3.如权利要求1所述的一种微波辐射马铃薯淀粉工业废渣接枝聚合丙烯酸(盐)制备吸水材料的方法，其特征是反应体系中丙烯酸(盐)的浓度为3.5-4.2mol/l。
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