CN108676562B - 一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂，由剩饭菜、丙烯酸、引发剂和交联剂制备得到。本发明以剩饭菜为主要原料，充分利用了生活中废弃的可再生资源，使得本发明产品成本较低。同时，降低了食物垃圾对环境的危害，变废为宝，为剩饭菜提供了一种新的资源化利用途径。此外，本发明提供的产品，不仅具有吸水保水功能，而且具有肥料缓释性能和材料易降解性能，可在条件差的节水农业和生态恢复等领域中得到应用。

Description

一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂
技术领域
本发明涉及一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂，属于保水剂生产领域。
背景技术
保水剂是近年来迅速发展的一种具有高吸水保水特性的高分子材料，由于保水剂吸水量大、吸水速度快、保水能力强，对光和热的稳定性能好等特点，已经被广泛应用于农业、园艺、土木建筑、工业、医疗、环保等各个领域。但是，普通的保水剂成本高，不易降解，只具有保水、释水的单一功能，不能满足现代农业发展的需要。因此，制备一种低成本，2-3年可完全降解的绿色环保型保水剂是非常需要的，产品也是非常具有市场前景的。
目前，文献报道的保水剂研究主要集中在淀粉、丙烯酸及其衍生物领域。淀粉价格低廉、生物降解性能好，但是其凝胶强度差、耐盐碱性差，实际使用的过程中寿命较短。丙烯酸类保水剂虽然保水效果比较好，但普遍价格高，而且材料不易降解，对保水剂的可持续性发展也造成了一定的障碍。另外，生物质废弃物由于成本低、可完全降解等特点，也逐渐成为制备低成本保水剂的主要原料。有文献报道了多种生物质废弃物制备的保水剂，如利用玉米秸秆，废纸，稻壳，甘蔗渣，麦秸及其他生物质废弃物，但利用剩饭菜制备保水剂的研究还没见报道过。
食物废弃物—剩饭菜是一种具有巨大潜力的未开发的可再生资源，全球每年有三分之一的粮食生产供人类使用，约有13亿吨粮食被丢弃和浪费，这些食物废弃物导致了粮食生产和分配的资源浪费。而传统的处理方式主要是作为动物饲料、堆肥以及垃圾填埋和焚烧，不仅能源利用率低，污染环境而且焚烧产生的甲烷、二氧化碳等温室气体严重排放，对气候变化产生了巨大影响。剩饭菜在食物废弃物中占主要比例，其成分主要是淀粉、纤维素、蛋白质，含有丰富的羟基、羧基、磷酸酯和氨基等基团，这些基团易与丙烯酸接枝共聚得到性能优异的保水剂。因此，采用剩饭菜、肥料和丙烯酸合成缓释型保水剂，是制备低成本、具有保水缓释等多种功能的绿色保水剂的一种有效方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂。
一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂，由以下方法制备得到：
先将剩饭菜干燥，粉碎至100-200目；将粉碎后的剩饭菜粉末和丙烯酸、肥料、氢氧化钾溶解于水中，高速搅拌均匀，在氮气保护下于50～70℃下反应3～5分钟；最后加入引发剂和交联剂在50～70℃下进行交联反应至凝胶生成；凝胶造粒后用乙醇洗涤，干燥，即可得到缓释型保水剂。
所述的剩饭菜来源于快餐店、饭店、学校食堂和居民生活中产生的剩饭菜；
所述丙烯酸的中和度为60～70％；
所述肥料选自尿素、NPK复合肥、硝酸磷肥、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、硫酸钾或硝酸钾；
所述肥料为剩饭菜粉末和丙烯酸总重量的10～30％；
所述丙烯酸与剩饭菜粉末的重量比为1:1～1:5；
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢；
所述引发剂为剩饭菜粉末和丙烯酸总重量的0.1～3％；
所述的交联剂为甲醛或N，N-亚甲基双丙烯酰胺；
所述的交联剂为剩饭菜粉末和丙烯酸总重量的0.1～5％。
本发明所提供的一种利用剩饭菜制备缓释型保水剂，主要优点是：
1.采用废弃的剩饭菜为主要原料，在引发剂的作用下，使分子产生游离基，进而和丙烯酸单体发生接枝共聚反应，并在交联剂的作用下生成绿色环保型保水剂。该产品不仅大大降低了保水剂的生产成本，而且同时降低了食物垃圾对环境的危害，变废为宝，为剩饭菜提供了一种新的资源化利用途径。
2.保水剂和肥料的优化组合使得制备的缓释型保水剂具有良好的吸水保水性能、缓释性能和降解性能，同时还具有较高的强度和耐盐碱性，进一步提高了保水剂的储存稳定性和使用性能。
3.本发明的制备方法简单，操作方便，绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1：
称取丙烯酸5g，加入到60mL水中，用氢氧化钾调节中和度为60％，再加入5g 100目剩饭菜粉末和2g尿素；然后通氮气，70℃下高速搅拌3～5分钟；然后加入0.19克过硫酸钾，引发反应3-5分钟后，再加入0.25克N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应至凝胶生成；得到的凝胶造粒后用工业乙醇洗涤，60℃下在干燥箱干燥60分钟，得到缓释型保水剂。该保水剂在自来水中的吸水量为460g/g，在1.0wt％NaCl溶液中的吸水量为105g/g，在室温下28天后，该保水剂的保水率为345g/g，说明保水效果较好。此外，该产品的降解周期在9个月左右，凝胶强度为2.55Mpa，养分释放期为34天。
实施例2：
称取丙烯酸4g，加入到70mL水中，用氢氧化钾调节中和度为63％，再加入6g 100目剩饭菜粉末和1g磷酸二氢铵；然后通氮气，70℃下高速搅拌3～5分钟；然后加入0.09克过硫酸钾，引发反应3-5分钟后，再加入0.15克N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应至凝胶生成；得到的凝胶造粒后用工业乙醇洗涤，60℃下在干燥箱干燥60分钟，得到缓释型保水剂。该保水剂在自来水中的吸水量为345g/g，在1.0wt％NaCl溶液中的吸水量为68g/g，在室温下28天后，该保水剂的保水率为255g/g，说明保水效果较好。此外，该产品的降解周期在6个月左右，凝胶强度为2.21Mpa，养分释放期为25天。
实施例3：
称取丙烯酸4.5g，加入到60mL水中，用氢氧化钾调节中和度为65％，再加入5.5g100目剩饭菜粉末和2g尿素；然后通氮气，70℃下高速搅拌3～5分钟；然后加入0.12克过硫酸钾，引发反应3-5分钟后，再加入0.30克N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应至凝胶生成；得到的凝胶造粒后用工业乙醇洗涤，60℃下在干燥箱干燥60分钟，得到缓释型保水剂。该保水剂在自来水中的吸水量为312g/g，在1.0wt％NaCl溶液中的吸水量为65g/g，在室温下28天后，该保水剂的保水率为240g/g，说明保水效果较好。此外，该产品的降解周期在6个月左右，凝胶强度为2.1Mpa，养分释放期为23天。
实施例4：
称取丙烯酸5g，加入到50mL水中，用氢氧化钾调节中和度为65％，再加入5g 120目剩饭菜粉末、1.5g磷酸氢二铵和0.5g尿素；然后通氮气，65℃下高速搅拌3～5分钟；然后加入0.21克过硫酸铵，引发反应3-5分钟后，再加入0.27克N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应至凝胶生成；得到的凝胶造粒后用工业乙醇洗涤，60℃下在干燥箱干燥60分钟，得到缓释型保水剂。该保水剂在自来水中的吸水量为463g/g，在1.0wt％NaCl溶液中的吸水量为121g/g，在室温下28天后，该保水剂的保水率为410g/g，说明保水效果较好。此外，该产品的降解周期在12个月左右，凝胶强度为2.55Mpa，养分释放期为30天。
实施例5：
称取丙烯酸5g，加入到70mL水中，用氢氧化钾调节中和度为70％，再加入5g 150目剩饭菜粉末和2.5g磷酸氢二铵；然后通氮气，70℃下高速搅拌3～5分钟；然后加入0.23克过硫酸铵，引发反应3-5分钟后，再加入0.35克N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应至凝胶生成；得到的凝胶造粒后用工业乙醇洗涤，60℃下在干燥箱干燥60分钟，得到缓释型保水剂。该保水剂在自来水中的吸水量为477g/g，在1.0wt％NaCl溶液中的吸水量为108g/g，在室温下28天后，该保水剂的保水率为400g/g，说明保水效果较好。此外，该产品的降解周期在8个月左右，凝胶强度为2.2Mpa，养分释放期为30天。

Claims (2)

1.一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂，其特征在于：由以下方法制备得到：
先将剩饭菜干燥，粉碎至100-200目；将粉碎后的剩饭菜粉末和丙烯酸、肥料、氢氧化钾溶解于水中，高速搅拌均匀，在氮气保护下于50～70℃下反应3～5分钟；最后加入引发剂和交联剂在50～70℃下进行交联反应至凝胶生成；凝胶造粒后用乙醇洗涤，干燥得到；
所述肥料为剩饭菜粉末和丙烯酸总重量的10～30%；
所述丙烯酸与剩饭菜粉末的重量比为1:1～1:5；
所述肥料选自尿素、NPK复合肥、硝酸磷肥、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、硫酸钾或硝酸钾；
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢；所述引发剂为剩饭粉末和丙烯酸总重量的0.1～3%；
所述的交联剂为甲醛或N，N- 亚甲基双丙烯酰胺；
所述的交联剂为剩饭菜粉末和丙烯酸总重量的0.1～5%；
所述丙烯酸的中和度为60～70%。
2.如权利要求1所述的一种利用剩饭菜制备的缓释型保水剂，其特征在于：所述的剩饭菜来源于快餐店、饭店、学校食堂和居民生活中产生的剩饭菜。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170797A (zh) * 2020-02-26 2020-05-19 玉溪师范学院 一种有机复合缓释肥及其制备方法
CN114560733A (zh) * 2022-01-11 2022-05-31 河南工程学院 一种固氮保磷贮碳的污泥-餐厨基土壤缓释肥的制备方法
CN115093507A (zh) * 2022-04-19 2022-09-23 同济大学 一种耦合餐厨垃圾氯/磷元素和有机官能团特性的防火材料制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6151017A (ja) * 1984-08-21 1986-03-13 Teijin Ltd 含水性エラストマ−及びその製造法
TW201758B (zh) * 1988-06-28 1993-03-11 Catalyst co ltd
CN101508895B (zh) * 2009-03-17 2012-07-04 北京鸿森鹏程生态农业科技股份有限公司 一种农用保水剂及生产工艺
CN102002369A (zh) * 2010-10-08 2011-04-06 中国科学院新疆生态与地理研究所 一种生态农用保水剂的制备方法
CN103992166A (zh) * 2014-04-14 2014-08-20 安徽省巨星肥业有限公司 一种桃树专用肥及其制备方法
CN106047359A (zh) * 2016-05-31 2016-10-26 山东胜伟园林科技有限公司 一种含有动物粪便原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法
CN106905489A (zh) * 2017-02-10 2017-06-30 同济大学 一种利用菜场尾菜制备土壤保水剂的方法
CN107522812A (zh) * 2017-09-06 2017-12-29 河北工程大学 一种可缓释营养的骨粉基多功能保水剂的制备方法

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