CN103833918A - 一种利用莲藕叶制备吸水保水复合材料的方法 - Google Patents

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万玉山
黄利
涂保华
邵敏
王莉
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Abstract

本发明涉及吸水保水复合材料技术领域，利用莲藕叶制备吸水保水复合材料，首先把莲藕叶收割、晾晒、粉碎和筛分，浸入到氢氧化钠溶液中蒸煮、搅拌，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干，浸入到乙醇溶液中，加入氢氧化钠、氯乙酸和乙醇溶液，把反应物洗涤至中性并烘干再加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，把最终产物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到一种吸水保水复合材料，该复合材料具有吸水性能佳、吸水速度快、保水能力优、抗霉菌能力强和易降解等特点，可广泛应用于农业、林业等领域中。

Description

一种利用莲藕叶制备吸水保水复合材料的方法
技术领域
本发明涉及吸水保水复合材料技术领域，尤其是一种利用莲藕叶制备吸水保水复合材料的方法。
背景技术
为解决我国土地沙化、造林成活率低、旱作农业生产困难、水土流失严重等问题，近年来我国大力开展吸水保水材料的研制和应用，目前主要有合成吸水剂、淀粉基吸水剂和纤维素基吸水剂。其中，合成吸水剂吸水和保水性能好，但在环境中不易降解；纤维素基吸水剂的吸水能力不如淀粉基吸水剂，但其抗霉和耐盐能力较强，吸水后凝胶强度大，使用寿命长，而且纤维素同淀粉一样都是可再生资源，来源广泛、生物可降解。其中，高吸水性树脂是以纤维素为骨架接枝丙烯酸制备而成，具有吸水性能佳、吸水速度快、保水能力优、抗霉菌能力强，易降解等特点，同时在作为保水材料时，释放的氮和磷可以促进植物的生长，被广泛用于农业、林业、工业和日常生活等领域中。
利用莲藕叶制备吸水保水复合材料一方面寻求水生植物的可持续再利用，另一方面，可以避免莲藕叶在水中的腐烂对水体的污染，保护水生生态环境。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提出一种利用莲藕叶为原料，制备出新型高吸水性树脂，利用该新型高吸水性树脂作为吸水保水材料，解决土地沙化、造林成活率低、旱作农业生产困难、水土流失严重等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的处理方法是按如下步骤实施的：
(1)把莲藕叶收割、晾晒；
(2)把晾晒后的莲藕叶粉碎、筛分；
(3)将筛分后的莲藕叶浸入到质量浓度20～30%的氢氧化钠溶液中，在温度100～150℃条件下蒸煮、搅拌30分钟，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，同时破坏莲藕叶的晶体结构，提高可及度和反应性，从而提高莲藕叶的接枝率和吸水剂的吸水率。
(4)把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干；
(5)把烘干后的莲藕叶浸入到质量浓度80～90%的乙醇溶液中，搅拌；
(6)加入质量浓度50～60%的氢氧化钠溶液，在温度30～50℃条件下搅拌60分钟；
(7)按莲藕叶干粉与氯乙酸的质量比为1:1～1.2:1加入氯乙酸，在温度30～50℃条件下搅拌30分钟；
(8)按液液比为1:1加入质量浓度为80～90%的乙醇溶液，在温度60～70℃条件下反应60分钟；
(9)把步骤(8)的反应物洗涤至中性并烘干；
(10)在步骤(9)的烘干物中加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，在温度60～70℃条件下搅拌10分钟，静止30分钟；相对于丙烯酸类体的质量，交联剂和发泡剂的加入量为0.5～1%和5～10%；所述丙烯酸类体包括丙烯酸、丙烯酰胺等的一种或几种；所述交联剂为丙三醇、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛等的一种或几种；所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾等的一种或几种；
(11)把步骤(10)的反应物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到新型高吸水性树脂，一种吸水保水复合材料。
本发明的有益效果是利用莲藕叶为原料，采用丙烯酸类体共聚，制备出新型高吸水性树脂，该新型高吸水性树脂吸水性强，保水率高，抗霉菌能力强，并具有良好的生物相容性和可降解性等特点，同时在作为保水材料时，释放的氮和磷可以促进植物的生长，利用该新型高吸水性树脂作为吸水保水材料，可解决土地沙化、造林成活率低、旱作农业生产困难、水土流失严重等问题。
具体实施方式
本发明利用莲藕叶为原料采用丙烯酸类体共聚，制备吸水保水复合材料，既寻求水生植物的可持续再利用，也可避免莲藕叶在水中的腐烂对水体的污染，保护水生生态环境。
实施例1
(1)把莲藕叶收割、晾晒；
(2)把晾晒后的莲藕叶粉碎、筛分；
(3)将筛分后的莲藕叶浸入到质量浓度20%的氢氧化钠溶液中，在温度100℃条件下蒸煮、搅拌30分钟，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，同时破坏莲藕叶的晶体结构，提高可及度和反应性，从而提高莲藕叶的接枝率和吸水剂的吸水率。
(4)把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干；
(5)把烘干后的莲藕叶浸入到质量浓度80%的乙醇溶液中，搅拌；
(6)按液液比为1:1加入质量浓度50%的氢氧化钠溶液，在温度30℃条件下搅拌60分钟；
(7)按莲藕叶干粉与氯乙酸的质量比为1:1加入氯乙酸，在温度30条件下搅拌30分钟；
(8)按液液比为1:1加入质量浓度为80%的乙醇溶液，在温度60℃条件下反应60分钟；
(9)把步骤(8)的反应物洗涤至中性并烘干；
(10)在步骤(9)的烘干物中加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，在温度60℃条件下搅拌10分钟，静止30分钟；相对于丙烯酸类体的质量交联剂和发泡剂的加入量为0.5%和5%；所述丙烯酸类体为丙烯酸，所述交联剂为丙三醇，所述发泡剂为碳酸氢钠；
(11)把步骤(10)的反应物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到新型高吸水性树脂。
实施例2
(1)把莲藕叶收割、晾晒；
(2)把晾晒后的莲藕叶粉碎、筛分；
(3)将筛分后的莲藕叶浸入到质量浓度25%的氢氧化钠溶液中，在温度120℃条件下蒸煮、搅拌30分钟，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，同时破坏莲藕叶的晶体结构，提高可及度和反应性，从而提高莲藕叶的接枝率和吸水剂的吸水率。
(4)把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干；
(5)把烘干后的莲藕叶浸入到质量浓度85%的乙醇溶液中，搅拌；
(6)按液液比为1:1加入质量浓度55%的氢氧化钠溶液，在温度40℃条件下搅拌60分钟；
(7)按莲藕叶干粉与氯乙酸的质量比为1.1:1加入氯乙酸，在温度40℃条件下搅拌30分钟；
(8)按液液比为1:1加入质量浓度为85%的乙醇溶液，在温度65℃条件下反应60分钟；
(9)把步骤(8)的反应物洗涤至中性并烘干；
(10)在步骤(9)的烘干物中加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，在温度65℃条件下搅拌10分钟，静止30分钟；相对于丙烯酸类体的质量交联剂和发泡剂的加入量为0.8%和8%；所述丙烯酸类体为丙烯酸、丙烯酰胺的按质量比为1：1的混合体，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾按质量比为1：1的混合体；
(11)把步骤(10)的反应物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到新型高吸水性树脂。
实施例3
(1)把莲藕叶收割、晾晒；
(2)把晾晒后的莲藕叶粉碎、筛分；
(3)将筛分后的莲藕叶浸入到质量浓度30%的氢氧化钠溶液中，在温度150℃条件下蒸煮、搅拌30分钟，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，同时破坏莲藕叶的晶体结构，提高可及度和反应性，从而提高莲藕叶的接枝率和吸水剂的吸水率。
(4)把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干；
(5)把烘干后的莲藕叶浸入到质量浓度90%的乙醇溶液中，搅拌；
(6)按液液比为1:1加入质量浓度60%的氢氧化钠溶液，在温度50℃条件下搅拌60分钟；
(7)按莲藕叶干粉与氯乙酸的质量比为1.2:1加入氯乙酸，在温度50℃条件下搅拌30分钟；
(8)按液液比为1:1加入质量浓度为90%的乙醇溶液，在温度70℃条件下反应60分钟；
(9)把步骤(8)的反应物洗涤至中性并烘干；
(10)在步骤(9)的烘干物中加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，在温度70℃条件下搅拌10分钟，静止30分钟；相对于丙烯酸类体的质量交联剂和发泡剂的加入量为1%和10%；所述丙烯酸类体为丙烯酰胺等，所述交联剂为戊二醛，所述发泡剂为碳酸氢钾；
(11)把步骤(10)的反应物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到新型高吸水性树脂。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种利用莲藕叶制备吸水保水复合材料的方法，其特征在于：制备吸水保水复合材料的步骤如下：
(1)把莲藕叶收割、晾晒；
(2)把晾晒后的莲藕叶粉碎、筛分；
(3)将筛分后的莲藕叶浸入到质量浓度20～30%的氢氧化钠溶液中，在温度100～150℃条件下蒸煮、搅拌30分钟，使莲藕叶在碱液中充分溶胀，同时破坏莲藕叶的晶体结构，提高可及度和反应性，从而提高莲藕叶的接枝率和吸水率；
(4)把蒸煮后的莲藕叶洗涤至中性并烘干；
(5)把烘干后的莲藕叶浸入到质量浓度80～90%的乙醇溶液中，搅拌；
(6)加入质量浓度50～60%的氢氧化钠溶液，在温度30～50℃条件下搅拌60分钟；
(7)按莲藕叶干粉与氯乙酸的质量比为1:1～1.2:1加入氯乙酸，在温度30～50℃条件下搅拌30分钟；
(8)按液液比为1:1加入质量浓度为80～90%的乙醇溶液，在温度60～70℃条件下反应60分钟；
(9)把步骤(8)的反应物洗涤至中性并烘干；
(10)在步骤(9)的烘干物中加入丙烯酸类体、交联剂和发泡剂，在温度60～70℃条件下搅拌10分钟，静止30分钟；相对于丙烯酸类体的质量交联剂和发泡剂的加入量为0.5～1%和5～10%；
(11)把步骤(10)的反应物脱水、烘干、粉碎、筛分，得到新型高吸水性树脂，一种吸水保水复合材料。
2.如权利要求1所述的一种利用莲藕叶制备吸水保水复合材料的方法，其特征在于：所述丙烯酸类体包括丙烯酸、丙烯酰胺等的一种或几种；所述交联剂为丙三醇、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛等的一种或几种；所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾等的一种或几种。
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