CN103333291A - 一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法，其特征是按如下步骤进行：将小麦淀粉糊化，在冰浴条件下制备丙烯酸钠溶液，取顺丁烯二酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中得混合溶液，将混合溶液进行搅拌，使其接枝共聚形成共聚产物；将共聚产物倒入四氟乙烯板中进行干燥处理，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂；顺丁烯二酸也可换为高岭土或硅藻土。本发明通过采用顺丁烯二酸或高岭土或硅藻土作为原料制备淀粉系保水剂，使所制得的淀粉系保水剂凝胶强度高、生物降解性强、吸水速率高、耐盐性强，且制备方法简单、无污染、可用于工业生产。

Description

一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种淀粉系保水剂的制备方法。
背景技术
保水剂是一种特殊的功能性聚合物，具有独特的三维网络结构，可以吸收自身重量的几十倍甚至几千倍的水而且不易失去，这使得其在生理卫生用品、农林园艺、日用化工、食品工业、建筑工业、医药纺织等领域得到广泛的应用。生理卫生用品是保水剂最早也是最大的应用领域；在纺织方面，保水剂可用于制作防汗衫、防汗鞋垫等；在建筑方面，保水剂是一种有效的建筑吸水材料、止水密封材料同时也可作为混凝土添加剂；在农林方面，保水剂可作为土壤的改良剂和保水剂，特别在干旱地区，可以有效改善土壤结构增加植被的存活率；在食品加工领域，保水剂可用于食品包装、食品保鲜以及充当食品增稠剂。随着科学的发展，保水剂具有了更为重要的实用价值，产生了更大的经济效益。
根据制备保水剂的原料来源不同，保水剂大致可分为三大系：淀粉系、纤维素系和合成系。纤维素系保水剂吸水能力不强，吸水凝胶强度比较低。而合成系保水剂虽然凝胶强度高，但由于其生物降解性差，对于在个人护理用品等一次性领域上容易造成环境污染。因此，研究淀粉系保水剂具有重要意义。
但是，由于目前淀粉系保水剂凝胶强度比较低，使得淀粉系保水剂在吸水后易破碎或变形，且导致淀粉系保水剂的液体保留特性差和液体渗透量大，从而大大的限制了其使用范围。因此，通过新方法新工艺提高淀粉系保水剂的凝胶强度具有重要意义。
发明内容
为解决已有技术所存在的不足之处，本发明提供了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法，以期可以提高淀粉系保水剂的液体保留特性并降低其液体渗透量。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法的特点是按如下步骤进行：
a、取2-5g小麦淀粉加入到30-70ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取10-30ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-60ml，得丙烯酸钠溶液,所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1：2；称取5-15g顺丁烯二酸、0.015-0.075g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.085g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；所述顺丁烯二酸的质量与所述丙烯酸的体积比为1：2；
或：量取30-60ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-40ml得丙烯酸钠溶液,所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取1-10g高岭土、0.015-0.045g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.070g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
或：量取30-60ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-40ml得丙烯酸钠溶液,所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取2-6g硅藻土、0.015-0.045g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.070g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
c、将所述混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使所述混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将所述共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明通过采用顺丁烯二酸或高岭土或硅藻土作为原料制备淀粉系保水剂，使所制得的淀粉系保水剂凝胶强度高、生物降解性强、吸水速率高、耐盐性强，且制备方法简单、无污染、可用于工业生产；
2、本发明通过改变交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量可达到调控淀粉系保水剂凝胶强度的效果；
3、本发明以小麦淀粉作为原料，具有良好的接枝效率且来源广价格低。
具体实施方式
实施例1
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取10ml丙烯酸,在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml，丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1：2；称取5g顺丁烯二酸、0.015g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中,得混合溶液；顺丁烯二酸的质量与丙烯酸的体积比为1：2；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1小时，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为240g/g、凝胶强度为80g/cm2。
实施例2
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取10ml丙烯酸,在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml，丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1：2；称取5g顺丁烯二酸、0.030g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；顺丁烯二酸的质量与丙烯酸的体积比为1：2；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1小时，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为215g/g、凝胶强度为110g/cm2。
实施例3
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取10ml丙烯酸,在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml，丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1：2；称取5g顺丁烯二酸、0.045g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；顺丁烯二酸的质量与所述丙烯酸的体积比为1：2；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1小时，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为180g/g、凝胶强度为170g/cm2。
实施例4
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取30ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml得丙烯酸钠溶液,丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取1g高岭土、0.015g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为430g/g、凝胶强度为95g/cm2。
实施例5
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取30ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml得丙烯酸钠溶液,丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取3g高岭土、0.015g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为360g/g、凝胶强度为140g/cm2。
实施例6
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取30ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml得丙烯酸钠溶液,丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取5g高岭土、0.015g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为250g/g、凝胶强度为245g/cm2。
实施例7
本实施例按如下步骤制备了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂：
a、取2g小麦淀粉加入到30ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取30ml丙烯酸,并在冰浴条件下边搅拌丙烯酸边向其中加入10mol/L氢氧化钠20ml得丙烯酸钠溶液,丙烯酸与氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取3g硅藻土、0.015g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中,得混合溶液；
c、将混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
经测试，本实施例所制备的淀粉系保水剂的吸水量为270g/g、凝胶强度为145g/cm2。

Claims (1)

1.一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法，其特征是按如下步骤进行：
a、取2-5g小麦淀粉加入到30-70ml蒸馏水中，然后在95℃下糊化0.5h，得糊化小麦淀粉；
b、量取10-30ml丙烯酸，并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-60ml，得丙烯酸钠溶液，所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1：2；称取5-15g顺丁烯二酸、0.015-0.075g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.085g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中，得混合溶液；所述顺丁烯二酸的质量与所述丙烯酸的体积比为1：2；
或：量取30-60ml丙烯酸，并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-40ml得丙烯酸钠溶液，所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取1-10g高岭土、0.015-0.045g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.070g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中，得混合溶液；
或：量取30-60ml丙烯酸，并在冰浴条件下边搅拌所述丙烯酸边向其中加入浓度为10mol/L氢氧化钠20-40ml得丙烯酸钠溶液，所述丙烯酸与所述氢氧化钠的体积比为1.5：1；称取2-6g硅藻土、0.015-0.045g N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.035-0.070g过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入所述糊化小麦淀粉中，得混合溶液；
c、将所述混合溶液在50℃条件下、以270r/min的速率进行搅拌1h，使所述混合溶液接枝共聚形成共聚产物；
d、将所述共聚产物倒入四氟乙烯板中，将盛有共聚产物的四氟乙烯板在80℃的条件下干燥5-8h，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂。
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