CN102153703A - 一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 - Google Patents
一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102153703A CN102153703A CN201110070555XA CN201110070555A CN102153703A CN 102153703 A CN102153703 A CN 102153703A CN 201110070555X A CN201110070555X A CN 201110070555XA CN 201110070555 A CN201110070555 A CN 201110070555A CN 102153703 A CN102153703 A CN 102153703A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose
- water
- preparation
- resin
- mass percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 55
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 title abstract 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title abstract 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 125000004368 propenyl group Chemical group C(=CC)* 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 65
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 19
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 18
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 17
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 10
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 9
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 8
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical group C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical group [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004160 Ammonium persulphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical group OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 claims description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 3
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 claims description 2
- 235000011624 Agave sisalana Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 claims description 2
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004159 Potassium persulphate Substances 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 claims description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 claims 1
- 238000012674 dispersion polymerization Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N N-methylmorpholine N-oxide Chemical compound CN1(=O)CCOCC1 LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 abstract 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 8
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Chemical class 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Chemical class 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法。以麻纺废弃物为原料，经碱煮分离、溶解，再与丙烯基单体进行接枝共聚，合成高吸水保水性树脂。本发明实现了纤维素与丙烯基单体的均相聚合，有效避免了现有非均相聚合微观相分离，接枝率不高、组分分布不均匀的问题；所用纤维素来源于麻纺过程中的废弃物，不仅使麻纺废弃资源得到合理应用，又降低了树脂合成成本，具有重要的社会和经济效益；所采用溶剂体系比现有的铜氨溶液、4-甲基吗啉-N-氧化物、离子液体等纤维素溶剂体系更环保、成本更低。本发明由麻纺废弃物为原料制备成本低、吸水倍率高、抗盐性较好、可生物降解，适用于农林抗旱保水、沙漠化治理等方面的纤维素系高吸水保水树脂。
Description
技术领域
本发明涉及高吸水保水树脂的制备方法，特别是涉及一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法。
背景技术
高吸水保水树脂是近几十年快速发展起来的一种新型功能高分子材料，它能够吸收自身质量数十倍乃至数千倍的水，在加压或受热条件下也可以保持水分，且可以缓慢地控制释放吸收的水分，因此在农林土壤改良和保水保肥、苗木保护、水凝胶基材、生理卫生产品、医药医疗、油水分离、日用化妆品等领域有着广阔的应用前景。
目前已有的高吸水保水树脂，根据其制备原料不同大致分为三大系列：合成系、淀粉系和纤维素系。其中合成系高吸水保水树脂品种很多，主要有聚丙烯腈类、聚乙烯醇类、聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸（盐）类或其共聚物等，这类高吸水树脂聚合工艺简单，单体转化率高，通常具有高的吸水和保水性能，但其原料成本较高，且不可生物降解；淀粉系高吸水保水树脂则原料来源丰富，且产品吸水倍率较高，但该类树脂吸水后凝胶强度低，长期保水性差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用；天然纤维素是世界上储量最大、无毒无害、价格低廉的可再生资源，且具有潜在的生物降解性，因而在石油资源渐趋枯竭的今天，将天然纤维素用于接枝共聚制备高吸水树脂有着重要的社会和经济效益。然而，由于纤维素溶解困难，目前的研究主要是以纤维素衍生物为原料接枝聚合,如中国专利(CN 101864036A)“利用植物秸秆合成高吸水树脂的方法”，或直接将含纤维素物质粉碎进行非均相聚合，如中国专利(CN200310107773.1)“微波辐射纤维素基高吸水树脂合成方法”，这类采用非均相接枝共聚的产品，一般接枝率不高、组分分布不均匀，制得的吸水树脂存在微观相分离，导致最终产品吸水倍率不高。
另一方面，我国是一个麻类纺织大国。在原麻加工、纺纱、织造过程中，每年都会产生大量的麻屑和废纱线等，如黑龙江省作为亚麻资源大省，按年种植25万吨亚麻原料计，每年仅亚麻原料加工中产生亚麻废弃物就高达17.5万吨，在长麻梳麻、纺纱、织造过程中还会产生数量可观的短纤维、废纱线及下角料等，而这些废弃物中只有少量亚麻屑被用于生产麻屑板，但由于其产品性能低且含有有害物质而大部分停产，直到现在仍有近70 %的麻纺废弃资源被直接烧掉或填埋，即制约了麻纺行业的可持续发展，又造成了严重的资源浪费和环境污染。麻中含有约60~70 %的纤维素，是一种有着极大应用价值的加工废弃物。因此，寻找更有效、更经济的麻纺废弃资源的再利用途径势在必行。
发明内容
为克服现有吸水树脂成本高、难降解和/或吸水倍率较低等问题，本发明的目的在于提供一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法，以麻纺废弃物为原料，均相聚合制备高吸水保水树脂。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
以麻纺废弃物为原料，经碱煮分离、溶解，再与丙烯基单体进行接枝共聚，合成高吸水保水性树脂；其具体步骤如下：
步骤1)纤维素提取：麻纺废弃物按按浴比1:20，置于质量百分比为1~5 %的氢氧化钠溶液中进行二次高温碱煮，温度为100~130 ℃，碱煮1~2 h；其中在第二次碱煮过程中，加入质量百分比为0.4 %多聚磷酸钠和质量百分比为0.4 %硅酸钠助剂，分离所得产物中α-纤维素含量质量百分比为96~97%；
步骤2)纤维素溶解：将步骤1)中所得纤维素，加入-20℃预冷的氢氧化钠和尿素或-20℃预冷的氢氧化钠和硫脲水溶液中，-20℃冷冻60 min，室温搅拌，得到均匀、透明的纤维素溶液，氢氧化钠和尿素或氢氧化钠和硫脲水溶液中氢氧化钠浓度质量百分比为6~10%，尿素或硫脲浓度质量百分比为4~12%；
步骤3)均相聚合：在纤维素溶液中加入丙烯基单体，氮气保护，在引发剂和交联剂作用下进行聚合反应，合成高吸水保水树脂。
所述的麻纺废弃物为亚麻、黄麻、苎麻、剑麻或大麻在麻纺过程中产生的下脚料。
所述的丙烯基单体为丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）或丙烯酸钠，丙烯基单体与纤维素的质量比为(4～6)/1 (g/g)；所述的引发剂为过硫酸铵(APS)或过硫酸钾(KPS)，引发剂与纤维素的质量比为1/10 (g/g)；所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，其交联剂与纤维素的质量比为(3～5)/100 (g/g)。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)本发明采用先提取纤维素，再制备纤维素溶液，而后进行丙烯基单体的接枝共聚，实现了纤维素与丙烯基单体的均相聚合，有效避免了现有非均相聚合微观相分离，接枝率不高、组分分布不均匀的问题；
(2)本发明所用纤维素来源于麻纺过程中的废弃物，不仅使麻纺废弃资源得到合理应用，又降低了树脂合成成本，具有重要的社会和经济效益。
(3)本发明所采用溶剂体系比现有的铜氨溶液、4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)、离子液体等纤维素溶剂体系更环保、成本更低。
本发明可实现由麻纺废弃物为原料制备成本低、吸水倍率高，其吸水倍率可达到1434 g/g，抗盐性较好、可生物降解，适用于农林抗旱保水、沙漠化治理等方面的纤维素系高吸水保水树脂。
附图说明
附图是实施例3树脂样品C吸去离子水随时间的变化曲线。
实施例1、2及对照例树脂样品的吸去离子水能力变化和实施例3树脂样品具有相同的趋势，在此不作说明。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:（以下均已质量百分比计）
(1)纤维素提取：将亚麻废纱粉碎，按浴比1:20 (m/v)，置于1%的NaOH溶液中，100 ℃煮沸1 h，热水洗涤至中性，再置于1.5%NaOH/0.4%多聚磷酸钠/0.4%硅酸钠混合溶液中，100 ℃煮沸2 h，热水洗涤至中性，烘干。所得α-纤维素97%，将其粉碎、过40目筛，待用。
(2)纤维素溶解：取1 g粉碎后亚麻纤维素浸入25 mL-20℃预冷的6%氢氧化钠/12%尿素水溶液中，-20 ℃冷冻60 min后，室温下机械搅拌5 min，得到均匀、透明的纤维素溶液。
(3)均相聚合：将（2）中所得透明的纤维素溶液在氮气保护下，搅拌30min，并加热至70 ℃后加入0.1 g引发剂过硫酸铵（APS），15 min后加入6 g 丙烯酸(AA，中和度70%)单体和0.03 g交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，均相聚合反应3 h后，取出块状透明凝胶，水洗，乙醇脱水，60 ℃烘干，粉碎得到颗粒状高吸水性树脂A。
实施例2:
(1)纤维素提取：将亚麻废纱粉碎，按浴比1:20 (m/v)，置于1%的NaOH溶液中，100 ℃煮沸1 h，热水洗涤至中性，再置于1.5%NaOH/0.4%多聚磷酸钠/0.4%硅酸钠混合溶液中，100 ℃煮沸2 h，热水洗涤至中性，烘干。所得α-纤维素97%，将其粉碎、过40目筛，待用。
(2)纤维素溶解：取1 g粉碎后亚麻纤维素浸入25 mL-20℃预冷的7%氢氧化钠/10%尿素水溶液中，-20 ℃冷冻60 min后，室温下机械搅拌5 min，得到均匀、透明的纤维素溶液。
(3)均相聚合：将（2）中所得透明的纤维素溶液在氮气保护下，搅拌30min，并加热至70 ℃后加入0.1 g引发剂APS，15 min后加入5 g AA（中和度70%）及1 g AM单体和0.03 g交联剂MBA，均相聚合反应3 h后，取出块状透明凝胶，水洗，乙醇脱水，60 ℃烘干，粉碎得到颗粒状高吸水性树脂B。
实施例3:
(1)纤维素提取：将亚麻废纱粉碎，按浴比1:20 (m/v)，置于1%的NaOH溶液中，100 ℃煮沸1 h，热水洗涤至中性，再置于1.5%NaOH/0.4%多聚磷酸钠/0.4%硅酸钠混合溶液中，100 ℃煮沸2 h，热水洗涤至中性，烘干。所得α-纤维素97%，将其粉碎、过40目筛，待用。
(2)纤维素溶解： 取1 g粉碎后亚麻纤维素浸入25 mL-20℃预冷的10%氢氧化钠/4%尿素水溶液中，-20 ℃冷冻60 min后，室温下机械搅拌5 min，得到均匀、透明的纤维素溶液。
(3)均相聚合：将（2）中所得透明的纤维素溶液在氮气保护下，搅拌30min，并加热至60 ℃后加入0.1 g引发剂APS，15 min后加入4 g AA（中和度70%）及1 g AM单体和0.04 g交联剂MBA，使之发生均相聚合反应，反应1 h后，再升温至70 ℃反应2 h，取出块状透明凝胶，水洗，乙醇脱水，60 ℃烘干，粉碎得到颗粒状高吸水性树脂C。
对照例:
(1)纤维素分离：将亚麻废纱粉碎，按浴比1:20 (m/v)，置于1%的NaOH溶液中，100 ℃煮沸1 h，热水洗涤至中性，再置于1.5%NaOH/0.4%多聚磷酸钠/0.4%硅酸钠混合溶液中，100 ℃煮沸2 h，热水洗涤至中性，烘干。所得α-纤维素97%，将其粉碎、过40目筛，待用。
(2)非均相聚合：取1 g粉碎后亚麻纤维素和30 mL去离子水置于250 mL的四口烧瓶中，氮气保护下，搅拌30 min，加热到70 ℃后加入0.1 g引发剂APS，15 min后加入5 g AA（中和度70%）及1 g AM单体和0.05g交联剂MBA，使之发生非均相聚合反应，3 h后反应结束，取出块状透明凝胶，水洗，乙醇脱水，60 ℃烘干，粉碎得到颗粒状高吸水性树脂D。
将实施例1、2和3及对照例所制备的四种吸水性树脂分别放入去离子水中进行吸水性测试。表1是由实施例1、2和3及对照例制备的吸水性树脂6小时的吸水能力测试结果。从表1可以看出，采用本发明制备方法，所得的四种吸水树脂都具有较好的吸水能力。尤为明显的是，相对于非均相聚合树脂D来说，采用均相接枝共聚所得的三种吸水树脂A、B和C具有更加优良的吸水能力。且在均相聚合过程中，采用阶段性加热所合成的吸水树脂 C 具有最大吸水能力，其吸水倍率达到1434 g/g。说明本发明采用均相聚合制得的纤维素基吸水树脂具有良好的吸水效果。
表1：
以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法，其特征在于：以麻纺废弃物为原料，经碱煮分离、溶解，再与丙烯基单体进行接枝共聚，合成高吸水保水性树脂；其具体步骤如下：
步骤1)纤维素提取：麻纺废弃物按按浴比1:20，置于质量百分比为1~5 %的氢氧化钠溶液中进行二次高温碱煮，温度为100~130 ℃，碱煮1~2 h；其中在第二次碱煮过程中，加入质量百分比为0.4 %多聚磷酸钠和质量百分比为0.4 %硅酸钠助剂，分离所得产物中α-纤维素含量质量百分比为96~97%；
步骤2)纤维素溶解：将步骤1)中所得纤维素，加入-20℃预冷的氢氧化钠和尿素或-20℃预冷的氢氧化钠和硫脲水溶液中，-20℃冷冻60 min，室温搅拌，得到均匀、透明的纤维素溶液，氢氧化钠和尿素或氢氧化钠和硫脲水溶液中氢氧化钠浓度质量百分比为6~10%，尿素或硫脲浓度质量百分比为4~12%；
步骤3)均相聚合：在纤维素溶液中加入丙烯基单体，氮气保护，在引发剂和交联剂作用下进行聚合反应，合成高吸水保水树脂。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法，其特征在于：所述的麻纺废弃物为亚麻、黄麻、苎麻、剑麻或大麻在麻纺过程中产生的下脚料。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法，其特征在于：所述的丙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺或丙烯酸钠，丙烯基单体与纤维素的质量比为(4～6)/1 (g/g)；所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂与纤维素的质量比为1/10 (g/g)；所述的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，其交联剂与纤维素的质量比为(3～5)/100 (g/g)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110070555XA CN102153703B (zh) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | 一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110070555XA CN102153703B (zh) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | 一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102153703A true CN102153703A (zh) | 2011-08-17 |
| CN102153703B CN102153703B (zh) | 2013-06-05 |
Family
ID=44435405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110070555XA Active CN102153703B (zh) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | 一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102153703B (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103183780A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-07-03 | 浙江理工大学 | 一种纤维素基废水絮凝剂的制备方法 |
| CN103755875A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-30 | 浙江理工大学 | 一种具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的制备方法 |
| CN103910819A (zh) * | 2013-01-04 | 2014-07-09 | 青岛鑫垚保水高新材料有限公司 | 一种高分子吸水树脂（磷酸铵）保水肥的制备方法 |
| CN103923261A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-16 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种复合高性能吸水性树脂的制备方法 |
| CN105113236A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-02 | 浙江超凡制衣有限公司 | 一种低皮肤刺激性亚麻材料及其制备工艺 |
| CN105131187A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-09 | 厦门大学 | 一种改性再生纤维素膜与制备方法及其用途 |
| CN105821691A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-03 | 厦门壳氏新材料科技有限公司 | 一种除去稻壳杂质的方法 |
| CN106589243A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-26 | 浙江理工大学 | 一种生物基高吸水树脂复合吸水芯层材料的制备方法 |
| CN107141414A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-08 | 西华大学 | 一种高吸水性树脂及其制备方法 |
| CN107266226A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 李燕 | 灰枣的生态种植方法 |
| CN108380184A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-08-10 | 浙江理工大学 | 一种利用纸浆化学制备纤维素基水处理材料的方法 |
| CN108424281A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-08-21 | 天津天丰泽田生物科技有限公司 | 一种用于马铃薯的包裹缓释肥料 |
| CN109403050A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-01 | 陈桂芳 | 一种用于儿童棉布尿裤的复合面料 |
| CN109513426A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-26 | 东莞理工学院 | 一种干燥剂及其制备方法 |
| CN110241508A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-17 | 秦月 | 一种高吸水抗静电擦拭材料的制备方法 |
| CN111592680A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-28 | 齐鲁工业大学 | 一种采用芦苇废渣制备高吸水性气凝胶包装材料及其制备方法 |
| CN112851860A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 杭州所予科技有限公司 | 一种可降解的纤维素-聚丙烯酰胺复合保水剂和制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1055185A (zh) * | 1990-03-24 | 1991-10-09 | 中国科学院广州化学研究所 | 高锰酸钾引发纤维素接枝改性制吸水材料 |
| CN1205747A (zh) * | 1995-10-30 | 1999-01-20 | 丝花公司 | 纤维素类高保水性纤维及其制造方法和由这种纤维素类高保水性纤维组成的保水性片材 |
| CN1290714A (zh) * | 2000-11-09 | 2001-04-11 | 徐月平 | 油田、农业专用高吸水性树脂 |
| CN1346380A (zh) * | 1999-12-28 | 2002-04-24 | 金泽等 | 高分子材料的改性方法及其用途 |
| CN1766000A (zh) * | 2004-10-25 | 2006-05-03 | 罗学刚 | 环境友好的木素高吸水树脂及其制备方法 |
-
2011
- 2011-03-23 CN CN201110070555XA patent/CN102153703B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1055185A (zh) * | 1990-03-24 | 1991-10-09 | 中国科学院广州化学研究所 | 高锰酸钾引发纤维素接枝改性制吸水材料 |
| CN1205747A (zh) * | 1995-10-30 | 1999-01-20 | 丝花公司 | 纤维素类高保水性纤维及其制造方法和由这种纤维素类高保水性纤维组成的保水性片材 |
| CN1346380A (zh) * | 1999-12-28 | 2002-04-24 | 金泽等 | 高分子材料的改性方法及其用途 |
| CN1290714A (zh) * | 2000-11-09 | 2001-04-11 | 徐月平 | 油田、农业专用高吸水性树脂 |
| CN1766000A (zh) * | 2004-10-25 | 2006-05-03 | 罗学刚 | 环境友好的木素高吸水树脂及其制备方法 |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103910819A (zh) * | 2013-01-04 | 2014-07-09 | 青岛鑫垚保水高新材料有限公司 | 一种高分子吸水树脂（磷酸铵）保水肥的制备方法 |
| CN103910819B (zh) * | 2013-01-04 | 2016-01-13 | 青岛鑫垚地农业科技股份有限公司 | 一种高分子吸水树脂磷酸铵保水肥的制备方法 |
| CN103183780A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-07-03 | 浙江理工大学 | 一种纤维素基废水絮凝剂的制备方法 |
| CN103755875B (zh) * | 2013-12-24 | 2016-08-17 | 浙江理工大学 | 一种具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的制备方法 |
| CN103755875A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-30 | 浙江理工大学 | 一种具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的制备方法 |
| CN103923261A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-16 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种复合高性能吸水性树脂的制备方法 |
| CN103923261B (zh) * | 2014-04-02 | 2019-03-05 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种复合高性能吸水性树脂的制备方法 |
| CN105131187A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-09 | 厦门大学 | 一种改性再生纤维素膜与制备方法及其用途 |
| CN105113236A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-02 | 浙江超凡制衣有限公司 | 一种低皮肤刺激性亚麻材料及其制备工艺 |
| CN105821691A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-03 | 厦门壳氏新材料科技有限公司 | 一种除去稻壳杂质的方法 |
| CN106589243A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-26 | 浙江理工大学 | 一种生物基高吸水树脂复合吸水芯层材料的制备方法 |
| CN107141414B (zh) * | 2017-05-16 | 2019-10-01 | 西华大学 | 一种高吸水性树脂及其制备方法 |
| CN107141414A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-08 | 西华大学 | 一种高吸水性树脂及其制备方法 |
| CN107266226A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 李燕 | 灰枣的生态种植方法 |
| CN107266226B (zh) * | 2017-08-08 | 2020-11-13 | 李燕 | 灰枣的生态种植方法 |
| CN108380184A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-08-10 | 浙江理工大学 | 一种利用纸浆化学制备纤维素基水处理材料的方法 |
| CN108424281A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-08-21 | 天津天丰泽田生物科技有限公司 | 一种用于马铃薯的包裹缓释肥料 |
| CN109513426A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-26 | 东莞理工学院 | 一种干燥剂及其制备方法 |
| CN109403050A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-01 | 陈桂芳 | 一种用于儿童棉布尿裤的复合面料 |
| CN110241508A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-17 | 秦月 | 一种高吸水抗静电擦拭材料的制备方法 |
| CN111592680A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-28 | 齐鲁工业大学 | 一种采用芦苇废渣制备高吸水性气凝胶包装材料及其制备方法 |
| CN112851860A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 杭州所予科技有限公司 | 一种可降解的纤维素-聚丙烯酰胺复合保水剂和制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102153703B (zh) | 2013-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102153703B (zh) | 一种纤维素基高吸水保水树脂的制备方法 | |
| Ma et al. | Synthesis and characterization of a novel super-absorbent based on wheat straw | |
| CN102850706B (zh) | 一种醚化淀粉接枝共聚物高吸水性树脂及其制备方法 | |
| CN101638460B (zh) | 羧甲基马铃薯淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸及其钠盐接枝共聚制备高吸水树脂的方法 | |
| CN102838714B (zh) | 一种秸秆复合高吸水树脂的制备方法 | |
| CN102181011B (zh) | 利用秸秆制备保水剂的方法 | |
| CN101519476A (zh) | 以秸秆为原料在均相水介质中制备高吸水性树脂的方法 | |
| CN112500530B (zh) | 一种碳酸钙/甘蔗渣纤维素基高吸水树脂及其制备方法 | |
| CN103709328B (zh) | 一种半纤维素基有机-无机复合水凝胶的制备方法 | |
| CN104004521A (zh) | 一种蔗髓纳米纤维素基复合保水剂的制备方法 | |
| CN109503868B (zh) | 一种环境友好型高抗菌高吸水性树脂及其制备方法 | |
| CN104693362A (zh) | 一种纤维素接枝共聚高吸水性树脂的制备方法 | |
| CN101173157A (zh) | 利用废弃亚麻屑或中药渣和废纸为原料的保水剂及制备方法 | |
| CN106832700B (zh) | 聚乙烯醇与紫胶废弃渣胶的复合泡沫材料及其制备方法 | |
| CN101392455B (zh) | 一种腈纶纤维改性制备超吸水纤维的方法 | |
| CN102417564B (zh) | 一种保水剂及其利用造纸污泥的制备方法 | |
| CN101735394B (zh) | 低单体残留龙须菜超强吸水剂及其微波辐射制备方法 | |
| CN101117422A (zh) | 光聚合法膨润土复合高吸水树脂的制备方法 | |
| CN102040709B (zh) | 一种漂白竹浆纤维素系吸水性材料的制备方法 | |
| CN114106841A (zh) | 一种秸秆基吸水保水剂及其制备方法 | |
| CN101161695B (zh) | 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 | |
| CN101423588A (zh) | 一种生产高吸水树脂的工业合成方法 | |
| CN108034205A (zh) | 一种花生壳纤维改性聚乳酸的制备方法 | |
| CN102604134B (zh) | 一种纤维素基吸水吸油薄膜及其制备方法 | |
| CN100590144C (zh) | 马铃薯茎叶/木质素磺酸钠高吸水材料及其制备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |