CN103755875B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明公开了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。采用方法的要点是将纺织废料经过充分溶解，加入引发剂和稳定剂，与丙烯基单体接枝共聚，制备具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂。该方法简易、快速、高效，特别适用于纺织废料纤维素基高吸水树脂的制备。本发明在制备纺织废料纤维素基高吸水树脂的过程中加入稳定剂，使其具有抑制泛黄功能，进而延长了纺织废料纤维素基高吸水树脂的保存时间和使用性能，使其适合于长期储存和美观使用，具有重要的应用和经济价值。

Description

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

技术领域

本发明涉及一种纤维素基高吸水树脂的制备方法，特别涉及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，属于生物质材料制备技术领域。

背景技术

高吸水树脂是一种新型功能性材料，能吸收并保持自身质量数百倍至数千倍的水分，具备高吸水和高保水特性，在受压情况下仍可具有良好的保水性能。由于其具有吸水—释水—再吸水的重复吸水能力和安全无毒性能，近年来已被广泛应用于生理卫生、医药医疗以及食品包装等方面，在国民经济及人们日常生活中扮演着重要的角色。

为响应国家环保政策要求，实现工业废弃资源的循环利用，天然高分子类高吸水树脂受到越来越广泛的关注和研究。纤维素具有来源广泛、价格低廉、无毒、可生物降解等性能，是制备天然高分子吸水树脂的主要原料。纤维素基高吸水树脂吸水保水性能优异，可生物降解，具有良好的环境可接受性，应用前景广阔。然而，目前广泛使用的纤维素基高吸水树脂存在放置和使用过程中易泛黄问题，不仅会影响高吸水树脂的外观及使用性能，同时还会限制其应用范围和领域。

在高吸水树脂制备领域，中国专利（CN 201010208709.2）“一种高吸水性树脂的制备方法”主要以丙烯酸为原料，经过中和步骤后，加入可溶性锌盐和可溶性亚硫酸盐两种溶液作造粒液，依次经干燥、粉碎、表面二次交联处理得最终产品，使得制备产品具有抗氧增白和抗菌性能；中国专利（CN 200610066540.5）“高白度吸水性树脂的制造方法”以添加交联剂的中和率50％以上含酸基单体的水溶液进行自由基聚合反应，待胶体绞碎后添加过氧化物或次氯酸盐，热风干燥、粉碎、筛选，表面交联剂涂覆处理，经高温表面处理并添加惰性无机盐粉末的方法制造出高白度高吸水性树脂；中国专利（CN 200910049724.4）“吸水性丙烯酸树脂的制备方法” 先将中和度60-90％丙烯酸单体水溶液与聚合反应引发剂聚合，然后添加增白度、交联剂和聚合引发剂，再热风干燥、粉碎、筛分，接着用表面交联剂包裹处理后加热到温度90-200℃表面处理并添加无机盐，制得的高吸水性树脂吸生理盐率又高又快，白度好，适用于卫生制品；美国专利（US 8236876 B2）“Superabsorbent polymer compositions having color stability” 通过部分中和含酸基基团的单烯类不饱和单体制备一种高吸水树脂，并使其具有高白度性能。截至目前，还未见到利用纺织废料作为纤维素来源物，制备具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的相关工艺技术出现。

具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的制备方法，是将纺织废料经过充分溶解，加入引发剂和稳定剂，与丙烯基单体接枝共聚，制备具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂。在制备纺织废料纤维素基高吸水树脂过程中加入稳定剂，使其具有抑制泛黄功能，进而延长了纺织废料纤维素基高吸水树脂的保存时间和使用性能，使其适合于长期储存和美观使用，具有重要的应用价值。

发明内容

为克服目前的纤维素基高吸水树脂在合成、储存和使用过程中泛黄、变质等实际问题，延长其保存时间、提高使用性能，本发明的目的是提供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。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：

1）将纺织废料加入一定浓度、4℃预冷30 min的预冷冻液，搅拌均匀，在-20℃条件下冷冻1~2 h，机械搅拌，得到均匀、透明的纺织废料纤维素溶液；

2）将步骤1）得到的纺织废料纤维素溶液，通入氮气20 min，在40~60℃条件下加入引发剂引发5~15 min，加入稳定剂、丙烯酸、丙烯酰胺及交联剂进行接枝聚合，加入蒸馏水控制整个反应溶液与纺织废料的质量比为60~90:1，反应30~90 min，得到均匀的乳白色凝胶，冷冻干燥，得到具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂。

所述的预冷冻液为氢氧化钠与尿素混合溶液，氢氧化钠浓度为6 wt%，尿素浓度为14 wt%，与纺织废料质量比为20~40:1；引发剂为过硫酸铵，引发剂与纺织废料质量比为0.3~0.5:1；稳定剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与紫外线吸收剂UV-9混合试剂，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与纺织废料质量比为0.005~0.05:1，紫外线吸收剂UV-9与纺织废料质量比为0.001~0.01:1；丙烯酰胺与纺织废料质量比为1~3:1；丙烯酸与纺织废料质量比为1~6:1，丙烯酸用氢氧化钠中和，氢氧化钠与丙烯酸质量比为0.35:1；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，交联剂与纺织废料质量比为0.01~0.06:1。

所述的纺织废料为废弃棉纱和棉短绒中的一种。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明在制备纺织废料纤维素基高吸水树脂过程中加入稳定剂，使其具有抑制泛黄功能，延长了纺织废料纤维素基高吸水树脂的保存时间和使用性能，使其适合于长期储存和美观使用，具有重要的应用和经济价值。

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:

1）将废弃棉纱加入4℃、预冷30 min的氢氧化钠与尿素混合溶液中，氢氧化钠浓度为6 wt%，尿素浓度14 wt%，与废弃棉纱质量比为20:1，搅拌均匀，在-20℃条件下冷冻1 h，机械搅拌，得到均匀、透明的废弃棉纱纤维素溶液；

2）将步骤1）得到的废弃棉纱纤维素溶液，通入氮气20 min，在40℃条件下加入引发剂，引发10 min，过硫酸铵与废弃棉纱质量比为0.4:1。加入稳定剂，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与废弃棉纱质量比为0.005:1，紫外线吸收剂UV-9与废弃棉纱质量比为0.001:1，丙烯酰胺与废弃棉纱质量比为1:1；丙烯酸与废弃棉纱质量比为1:1，丙烯酸用氢氧化钠中和氢氧化钠与丙烯酸质量比为0.35:1；N,N-亚甲基双丙烯酰胺与废弃棉纱质量比为0.06:1。加入蒸馏水控制整个反应溶液与废弃棉纱质量比为60:1，反应60 min，得到均匀的乳白色凝胶，即具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂（a）。

实施例 2:

1）将棉短绒加入4℃、预冷30 min的氢氧化钠与尿素混合溶液中，氢氧化钠浓度为6 wt%，尿素浓度14 wt%，与棉短绒质量比为30:1，搅拌均匀，在-20℃条件下冷冻2 h，机械搅拌，得到均匀、透明的棉短绒纤维素溶液；

2）将步骤1）得到的棉短绒纤维素溶液，通入氮气20 min，在50℃条件下加入引发剂，引发15 min，过硫酸铵与棉短绒质量比为0.3:1。加入稳定剂，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与棉短绒质量比为0.02:1，紫外线吸收剂UV-9与棉短绒质量比为0.005:1，丙烯酰胺与棉短绒质量比为2:1；丙烯酸与棉短绒质量比为3:1，丙烯酸用氢氧化钠中和氢氧化钠与丙烯酸质量比为0.35:1；N,N-亚甲基双丙烯酰胺与棉短绒质量比为0.03:1。加入蒸馏水控制整个反应溶液与棉短绒质量比为90:1，反应30 min，得到均匀的乳白色凝胶，即具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂（b）。

实施例 3:

1）将棉短绒加入4℃、预冷30 min的氢氧化钠与尿素混合溶液中，氢氧化钠浓度为6 wt%，尿素浓度14 wt%，与棉短绒质量比为40:1，搅拌均匀，在-20℃条件下冷冻1.5 h，机械搅拌，得到均匀、透明的棉短绒纤维素溶液；

2）将步骤1）得到的棉短绒纤维素溶液，通入氮气20 min，在60℃条件下加入引发剂，引发5 min，过硫酸铵与棉短绒质量比为0.5:1。加入稳定剂，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与棉短绒质量比为0.05:1，紫外线吸收剂UV-9与棉短绒质量比为0.01:1，丙烯酰胺与棉短绒质量比为3:1；丙烯酸与棉短绒质量比为6:1，丙烯酸用氢氧化钠中和氢氧化钠与丙烯酸质量比为0.35:1；N,N-亚甲基双丙烯酰胺与棉短绒质量比为0.01:1。加入蒸馏水控制整个反应溶液与棉短绒质量比为75:1，反应90 min，得到均匀的乳白色凝胶，即具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂（c）。

测定实施例1、2、3制备得到的三种纺织废料纤维素基高吸水树脂的抑制泛黄性能。纺织废料纤维素基高吸水树脂经紫外光照射（老化）10分钟，表1为照射前后纺织废料纤维素基高吸水树脂的白度测定结果。由表1中数据可知，采用本发明所述的制备方法获得的具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂（a）、（b）、（c）经过紫外光照射后，白度下降在0.1-0.4%之间，对照样（除未加入稳定剂外，其余制备方法均相同）白度下降了26.3%，说明利用本发明所述方法制备的纺织废料纤维素基高吸水树脂具有较明显的抑制泛黄功能和效果。

表1

以上列举的仅是本发明的具体实施例。本发明不限于以上实施例，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 (1)

1.一种具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将纺织废料废弃棉纱和棉短绒中的一种加入4℃、预冷30 min的氢氧化钠与尿素混合溶液中，氢氧化钠浓度为6 wt%，尿素浓度为14 wt%，与纺织废料质量比为20~40:1，搅拌均匀，在-20℃条件下冷冻1~2 h，机械搅拌，得到均匀、透明的纺织废料纤维素溶液；

2）将步骤1）得到的纺织废料纤维素溶液通入氮气20 min，在40~60℃条件下加入引发剂过硫酸铵引发5~15 min，引发剂与纺织废料质量比为0.3~0.5:1，加入稳定剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与紫外线吸收剂UV-9混合试剂、丙烯酸、丙烯酰胺及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺进行接枝聚合，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与纺织废料质量比为0.005~0.05:1，紫外线吸收剂UV-9与纺织废料质量比为0.001~0.01:1，丙烯酰胺与纺织废料质量比为1~3:1，丙烯酸与纺织废料质量比为1~6:1，丙烯酸用氢氧化钠中和，氢氧化钠与丙烯酸质量比为0.35:1，交联剂与纺织废料质量比为0.01~0.06:1，加入蒸馏水控制整个反应溶液与纺织废料的质量比为60~90:1，反应30~90 min，得到均匀的乳白色凝胶，冷冻干燥，得到具有抑制泛黄功能的纤维素基高吸水树脂。