CN113980183A - 一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:在反应容器中加入共聚单体、抑菌剂1和中和剂进行第一次搅拌反应,然后向反应液中加入抑菌剂2、抗紫外线助剂、紫外线光屏蔽剂、交联剂、氧化剂进行第二次搅拌反应,再加入还原剂进行第三次搅拌反应至体系粘稠时,停止搅拌,升温后进行保温,即得所述广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂;所述抑菌剂1为黄连羧甲基纤维素。本发明制备得到的高吸水树脂吸水率为810‑1475g/g,且采用复合抗菌剂使抗菌效果显著,同时抗紫外线助剂的搭配使用显著提高了抗紫外线性能。
Description
技术领域
本发明涉及用于农业、林业和沙漠绿化行业等领域的高吸水树脂的制备方法,具体涉及一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法。
背景技术
高吸水树脂是一种亲水的新型高分子材料,网络中含有大量的羧基、羟基、氨基或酰胺基等强亲水基团,交联度一般较低,所形成的三维网状聚合物能在水中高度溶胀。它不溶于水也不溶于有机溶剂,与水作用可以吸收其自身重量几百倍乃至数千倍的水,即使在加压的条件下也不容易脱去,并且对光、热、酸及碱的稳定性好,同时还具有良好的生物降解性能。高吸水保水材料的研究历史很短,只有几十年的历史。最早是美国古德里奇公司在上世纪五十年代开发了交联型的聚丙烯酸。同时,诺贝尔化学奖获得者Flory Paul John在前人的研究基础上进行了大量的理论探讨和实验研究,建立了沿用至今的高分子凝胶吸附理论;19世纪60年代,美国某研究所C.R.Russell等人在铈盐溶液中把丙烯腈接枝共聚到植物淀粉上,所得的产品吸水率最高可达1000g/g,同时还具有一定的保水性能;20世纪60年代末至70年代,以美国和日本为首的世界各地的一些公司研究了高吸水树脂的种类、制造工艺、性能特点和应用领域等各个方面,取得了长足的进步;丙烯腈因为毒性大,1975年,日本三洋化成工业改用丙烯酸及丙烯酸钠接枝马铃薯淀粉制备出高吸水树脂;19世纪60年代,Union Carbide Corporation公司对各种氧化烯烃进行了高能射线预处理,找到了一种合成非离子型高吸水材料的新方法;20世纪80年代合成吸水性材料的原料又扩展到天然产物的衍生物;最近三十年,高吸水性树脂的制备工艺日趋成熟,大多数都采用副反应少、条件温和的聚合方法。
进入21世纪后,对高吸水树脂的研究侧重于降低成本、提高凝胶强度、提高吸水量、提高产物耐盐性、拓展其应用领域等的研究,这些主要通过开发新的合成工艺、改变引发剂种类、改变原料、改变交联剂以及添加其它助剂等方面实现。高吸水树脂现已迈入国民生产的各个环节,进入高速发展并不断创新阶段。
公开号为CN 201310715577.6的专利中公开了一种多效高吸水树脂肥及其制作方法,其特征在于由以下原料按质量份组成:丙烯酸10-14份、无离子水2-5份、氢氧化钾2-5份、N.N-亚甲基双丙烯酰胺0.12-0.2份、丙烯酸羟乙酯1-3份、乙二醇二缩水甘油醚0.1-0.3份、甘油0.2-0.4份、抗氧剂0.1-0.15份、紫外线吸收剂0.1-0.15份、光稳定剂0.1-0.15份、亚硫酸氢钠0.12-0.15份、过硫酸铵0.12-0.15份、枯草芽孢杆菌0.2-0.4份、地衣芽孢杆菌0.2-0.4份、侧孢短芽孢杆菌0.2-0.5份、胶冻样芽孢杆菌0.2-1.2份、腐植酸原粉25-60份、膨润土20-40份、尿素20-30份、磷酸铵30-50份、硫酸钾20-30份。通过上述专利可知,选用的紫外线吸收剂和光稳定剂用量较大,而且额外添加抗氧剂,且该专利添加太多磷酸铵、硫酸钾等无机盐会大大降低高吸水树脂吸水率,而且对比文件中没有显著说明紫外线吸收剂和光稳定剂的种类,不同的紫外线吸收剂吸收波长不同,抗老化能力差异比较大。而本发明中添加的过量的亚硫酸氢钠起抗氧剂作用,不需要额外添加抗氧剂,且添加各组分含量低、具有协同作用,且添加的各种助剂对吸水率影响非常小,制备的高吸水树脂吸水率高,显著优于该专利文献。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是提供一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法。以丙烯酸和丙烯酰胺为共聚单体,氢氧化钠为中和剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸钾和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,黄连羧甲基纤维素、纳米氧化锌和噁霉灵为抗菌剂,加入紫外线助剂和紫外线光屏蔽剂,采用一锅法制备广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂,其吸水率为810-1475g/g。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
在反应容器中加入共聚单体、抑菌剂1和中和剂进行第一次搅拌反应,然后向反应液中加入抑菌剂2、抗紫外线助剂、紫外线光屏蔽剂、交联剂、氧化剂进行第二次搅拌反应,再加入还原剂进行第三次搅拌反应至体系粘稠时,停止搅拌,升温后进行保温,即得所述广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂;
所述共聚单体为丙烯酸和丙烯酰胺;
所述抑菌剂1为黄连羧甲基纤维素;
所述黄连羧甲基纤维素的制备步骤包括:将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应;然后向反应液中加入氯乙酸钠进行醚化反应,得黄连羧甲基纤维素。
优选地,所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-13份、抑菌剂1 5-12份、抑菌剂2 0.01-0.14份、抗紫外线助剂0.026-1.2份、紫外线光屏蔽剂0.005-1.2份、交联剂0.15-0.35份、氧化剂0.175-0.48份、还原剂0.175-0.48份。
优选地,所述中和剂为氢氧化钠;所述抗菌剂2为纳米氧化锌和噁霉灵的组合或纳米氧化锌和醚菌酯的组合;所述紫外线助剂为阿伏苯宗、苯基苯并咪唑磺酸的组合或为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、六甲基磷酰三胺和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的组合;所述紫外线光屏蔽剂为纳米二氧化钛;所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺;所述氧化剂为过硫酸钾;所述还原剂为亚硫酸氢钠。
优选地,所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-12.5份、黄连羧甲基纤维素5-10份、纳米氧化锌0.01-0.08份、噁霉灵0.0038-0.06份、六甲基磷酰三胺0.01-0.04份、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.008-0.04份、N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺0.008-0.04份、紫外线光屏蔽剂0.005-0.01份、交联剂0.15-0.3份、氧化剂0.175-0.425份、还原剂0.175-0.425份;或
所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺6-12份、中和剂5-13.3份、黄连羧甲基纤维素5-12份、噁霉灵0.005-0.01份、醚菌酯0.005-0.01份、阿伏苯宗0.05-0.6份、苯基苯并咪唑磺酸0.05-0.6份、紫外线光屏蔽剂0.1-1.2份、交联剂0.2-0.35份、氧化剂0.3-0.48份、还原剂0.3-0.48份。
优选地,所述第一次搅拌反应后,丙烯酸的中和度为30-90%。
优选地,所述黄连羧甲基纤维素的制备中,将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应的具体步骤为:将粉碎到粒径100目以下的黄连粉末加入到质量浓度为1%-3%的碱溶液中浸泡2-6h,然后加入质量浓度为18%-40%碱溶液,进行碱化反应;
优选地,所述碱化反应的温度为30-35℃、反应时间1-3h;所述碱溶液为氢氧化钠溶液;所述黄连粉末与质量浓度为1%-3%的碱溶液中的碱、质量浓度为18%-40%的碱溶液中的碱的质量比为50:3-12:16-40;
所述黄连粉末与氯乙酸钠的质量比为50:19.67-43.2;所述醚化反应的温度为70-75℃、反应时间1.5-3h。
优选地,所述黄连羧甲基纤维素的取代度为0.24-0.38。
本发明还提供了一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂,包括以下重量份数的各组分:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-13份、抑菌剂1 5-12份、抑菌剂20.01-0.14份、抗紫外线助剂0.026-1.2份、紫外线光屏蔽剂0.005-1.2份、交联剂0.15-0.35份、氧化剂0.175-0.48份、还原剂0.175-0.48份。
优选地,所述黄连羧甲基纤维素的制备步骤包括:将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应;然后向反应液中加入氯乙酸钠进行醚化反应,得黄连羧甲基纤维素。
所述黄连羧甲基纤维素的制备中,将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应的具体步骤为:将粉碎到粒径100目以下的黄连粉末加入到质量浓度为1%-3%的碱溶液中浸泡2-6h,然后加入质量浓度为18%-40%碱溶液,进行碱化反应;
优选地,所述碱化反应的温度为30-40℃、反应时间1-3h;所述碱溶液为氢氧化钠溶液;所述黄连粉末与质量浓度为1%-3%的碱溶液中的碱、质量浓度为18%-40%的碱溶液中的碱的质量比为50:3-12:16-40;
所述黄连粉末与氯乙酸钠的质量比为50:19.67-43.2;所述醚化反应的温度为70-75℃、反应时间1.5-3h。
优选地,所述黄连羧甲基纤维素的取代度为0.24-0.38。
优选地,所述中和剂为氢氧化钠;所述抗菌剂2为纳米氧化锌和噁霉灵的组合或纳米氧化锌和醚菌酯的组合;所述抗紫外线助剂为阿伏苯宗、苯基苯并咪唑磺酸的组合或为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、六甲基磷酰三胺和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的组合;所述紫外线光屏蔽剂为纳米二氧化钛;所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺;所述氧化剂为过硫酸钾;所述还原剂为亚硫酸氢钠。
优选地,广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂包括以下重量份数的各组分:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-12.5份、黄连羧甲基纤维素5-10份、纳米氧化锌0.01-0.08份、噁霉灵0.027-0.06份、六甲基磷酰三胺0.01-0.04份、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.008-0.04份、N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺0.008-0.04份、紫外线光屏蔽剂0.005-0.01份、交联剂0.15-0.3份、氧化剂0.175-0.425份、还原剂0.175-0.425份;或
丙烯酸30份、丙烯酰胺6-12份、中和剂5-13.3份、黄连羧甲基纤维素5-12份、噁霉灵0.005-0.01份、醚菌酯0.005-0.01份、阿伏苯宗0.05-0.6份、苯基苯并咪唑磺酸0.05-0.6份、紫外线光屏蔽剂0.1-1.2份、交联剂0.2-0.35份、氧化剂0.3-0.48份、还原剂0.3-0.48份。
本发明中采用单体为丙烯酸和丙烯酰胺,制备的高吸水树脂为市场通用的聚丙酸-聚丙烯酰胺共聚型高吸水树脂。
本发明的制备方法采用的聚合方式为水溶液中自由基聚合,不添加任何有机溶剂,且过量的亚硫酸氢钠起抗氧剂作用,不需额外添加抗氧剂。整个合成过程采用一锅法制备,通氮气除氧,聚合温度45℃。
本发明以黄连为原料制备的高吸水树脂各组分分布均匀,且合理搭配、含量适宜不伤植物根系。
本发明方法制备的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂主要应用于农、林、花卉业,具有广谱抗菌性能、广谱抗紫外线性能;该高吸水树脂可以改变土壤的团粒结构,增大土壤的透水性、透气性,在干旱地区土壤的水分保持、沙漠防治方面有很大的作用。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1.本发明选用的黄连羧甲基纤维素、抗菌剂2、紫外线助剂,三者搭配使用能够显著提高高吸水树脂抗紫外线性能,所添加的抗菌剂配伍更合理、广谱、高效。
2.制备过程选择氧化还原引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠,可以降低过硫酸钾分解的自由能,控制聚合温度45℃左右,聚合平稳不易爆聚,且降低能源消耗;
3.聚合过程稍稍过量的亚硫酸氢钠可以起到抗氧剂作用,同时不会明显影响吸水率,不需要额外添加抗氧剂,降低成本,简化制备流程;
4.本发明选用的抗菌剂1黄连羧甲基纤维素与共聚单体的特定比例搭配时可显著提高树脂的吸水率。
5.整个实验过程采用一锅法制备,不需要后处理,简化实验步骤,且吸水倍率800倍以上,显著高于市场产品。
6.本发明采用的抗紫外线助剂中的六甲基磷酰三胺、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺可以吸收或屏蔽280-400nm范围波长的紫外广,阿伏苯宗对紫外线A射线具有良好的吸收作用,苯基苯并咪唑磺酸对紫外线B射线具有良好的吸收作用,将其搭配使用具有广谱抗紫外线性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是黄连制备羧甲基纤维素的工艺流程图;
图2是羧甲基纤维素制备广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备工艺流程图;
图3是方法一中母体羧甲基纤维素和共聚单体质量比对高吸水树脂吸水率的影响曲线;
图4是方法一中单体丙烯酸和丙烯酰胺质量比对高吸水树脂吸水率的影响曲线;
图5是方法一中丙烯酸中和度对高吸水树脂吸水率的影响曲线;
图6是方法一中交联剂用量对高吸水树脂吸水率的影响曲线;
图7是方法一中引发剂(固定过硫酸钾与亚硫酸氢钠质量比1:1)用量对高吸水树脂吸水率的影响曲线;
图8是方法二中母体黄连羧甲基纤维素与共聚单体(丙烯酸和丙烯酰胺)质量比对抗菌、耐紫外线、高耐盐性高吸水树脂的吸水率影响曲线;
图9是方法二中单体丙烯酸和丙烯酰胺质量比对高吸水树脂的吸水率影响曲线;
图10是方法二中丙烯酸中和度对高吸水树脂的吸水率影响曲线;
图11是方法二中交联剂用量对高吸水树脂的吸水率影响曲线;
图12是方法二中引发剂用量(固定过硫酸铵与亚硫酸氢钠质量比1:1)对高吸水树脂的吸水率影响曲线;
图13是普通高吸水树脂和广谱抗紫外线高吸水树脂抗紫外实验图片;
图14是普通高吸水树脂和本发明制备的高吸水树脂的抗菌实验图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的具体制备方法如下:
第一步,预处理实验
首先,将工业级丙烯酸过压紧填实的200目的氧化铝柱,除去其中的阻聚剂;
然后配制各质量浓度的氢氧化钠溶液静置备用,配制浓度为15%的亚硫酸氢钠溶液,通氮气密封保存。
第二步,黄连羧甲基纤维素的制备
如图1所示,首先将黄连粉碎研磨得到粒径100目以下的细粉末,取粉碎后的粉末50份,用质量浓度为1%-3%的氢氧化钠溶液室温浸泡2-6h,然后在30-35℃恒温水浴锅内,向浸泡液中加入质量分数为18%-40%的氢氧化钠溶液,碱化反应1-3h,随后将反应水浴锅温度设置为70-75℃,向其中计入19.67-43.2份氯乙酸钠,醚化反应2.5h,经转移、干燥、粉碎后测试其最大取代度为0.38。
第三步,抗菌和抗紫外线高吸水树脂的制备(图2所示)
方法一:在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30份,黄连羧甲基纤维素5-10份,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为46-125份的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸中和度为30-90%,待冷却至室温后向其中加入配制好的5-15份质量的丙烯酰胺溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.01-0.08份、纳米二氧化钛0.005-0.01份、30%噁霉灵水剂0.027-0.2份、六甲基磷酰三胺0.01-0.04份、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.008-0.04份和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.008-0.04份,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.150-0.300份、氧化剂过硫酸钾0.175-0.425份,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.175-0.425份)注入反应体系中,继续搅拌反应至体系逐渐粘稠,此时停止搅拌,升高水浴温度95℃保温2-3h。反应结束后将制备的高吸水树脂放置烘箱中干燥48h粉碎即得所需粒径的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂产品。此高吸水树脂吸水率810-1475g/g。
在方法一的其他操作条件不变的情况下,本发明考察了不同黄连羧甲基纤维素与共聚单体的质量比(即图3中的母体与单体质量比)对吸水率的影响,结果如图3所示:当母体与单体质量比为1:5时,吸水率达到最高。本发明还考察了不同共聚单体中丙烯酸与丙烯酰胺质量比对吸水率的影响,结果如图4所示:当两者比例为5:1时,吸水率达到最高。本发明还考察了丙烯酸中和度对吸水率的影响,结果如图5所示:当丙烯酸中和度为70%时,吸水率达到最高。本发明还考察了交联剂用量对吸水率的影响,结果如图6所示:当交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为0.25g时(相对丙烯酸单体含量为30g),吸水率达到最高。本发明还考察了氧化剂和还原剂总用量(即引发剂用量,氧化剂和还原剂比例为1:1)对吸水率的影响,结果如图7所示:当引发剂用量为0.55g时(相对丙烯酸单体含量为30g),吸水率达到最高。因此,方法一最佳制备条件为:黄连羧甲基纤维素与共聚单体的质量比为1:5,丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为5:1,丙烯酸中和度为70%,交联剂用量比例为0.25,氧化剂和还原剂总用量比例为0.55(相对丙烯酸单体含量为30g的用量比例)。
方法二:在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30份,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为48-130份的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为30%-80%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺6-12份,阿伏苯宗0.05-0.6份、苯基苯并咪唑磺酸0.05-0.6份、黄连羧甲基纤维素5-12份,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2-0.35份、氧化剂过硫酸铵0.30-0.480份,纳米二氧化钛0.1-1.2份,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.30-0.480份)注入反应体系中,继续搅拌反应至体系逐渐粘稠,此时停止搅拌,升高水浴温度95℃保温1.5-2.5h。反应结束后将制备的高吸水树脂放置烘箱中干燥48h粉碎即得所需粒径的抗菌、耐紫外线、高耐盐性高吸水树脂。此高吸水树脂吸水率850-1450g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量120-180g/g。
在方法二的其他操作条件不变的情况下,本发明考察了不同黄连羧甲基纤维素与共聚单体的质量比(即图8中的母体与单体质量比)对吸水率的影响,结果如图8所示:当母体与单体质量比为1:6时,吸水率达到最高。本发明还考察了不同共聚单体中丙烯酸与丙烯酰胺质量比对吸水率的影响,结果如图9所示:当两者比例为3.5:1时,吸水率达到最高。本发明还考察了丙烯酸中和度对吸水率的影响,结果如图10所示:当丙烯酸中和度为70%时,吸水率达到最高。本发明还考察了交联剂用量对吸水率的影响,结果如图11所示:当交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为375mg时(相对丙烯酸单体含量为30g),吸水率达到最高。本发明还考察了氧化剂和还原剂总用量(即引发剂用量,两者比例为1:1)对吸水率的影响,结果如图12所示:当引发剂用量为0.6g时(相对丙烯酸单体含量为30g),吸水率达到最高。因此,方法二最佳制备条件为:黄连羧甲基纤维素与共聚单体的质量比为1:5,丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为3.5:1,丙烯酸中和度为70%,交联剂用量比例为0.375,引发剂用量比例为0.6(相对丙烯酸单体含量为30g的用量比例)。
下面将对本申请的实施例作详细说明,本实施例在以本申请技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本申请的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量浓度为1.5%的氢氧化钠溶液200mL室温浸泡6h,然后在35℃恒温水浴锅内,向浸泡液中加入100mL的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,碱化反应2h,随后将反应水浴锅温度设置为70℃,向其中计入19.67g氯乙酸钠,醚化反应2.5h,所得黄连羧甲基纤维素经转移、干燥、粉碎后测试其最大取代度为0.24。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为50mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为30%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含5g的丙烯酰胺和5g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.01g、纳米二氧化钛0.005g、30%噁霉灵水剂0.027g、六甲基磷酰三胺0.01g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.008g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.008g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.150g、氧化剂过硫酸钾0.175g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.175g)注入反应体系中,继续搅拌反应至体系逐渐粘稠,此时停止搅拌,升高水浴温度95℃保温2-3h。反应结束后将制备的高吸水树脂放置烘箱中干燥48h粉碎即得的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂产品。此高吸水树脂吸水率810g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量115g/g。
实施例2
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为66.7mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为40%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含5g的丙烯酰胺和实施例1方法制备的5g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.01g、纳米二氧化钛0.005g、30%噁霉灵水剂0.027g、六甲基磷酰三胺0.01g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.008g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.008g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.150g、氧化剂过硫酸钾0.175g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.175g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率835g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量117g/g。
实施例3
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为83.3mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含6g的丙烯酰胺和实施例1方法制备的6g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.02g、纳米二氧化钛0.006g、30%噁霉灵水剂0.027g、六甲基磷酰三胺0.01g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.01g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.01g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.150g、氧化剂过硫酸钾0.175g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.175g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率860g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量120g/g。
实施例4
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量浓度为2%的氢氧化钠溶液300mL室温浸泡6h,然后在35℃恒温水浴锅内,向浸泡液中加入100mL的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,碱化反应2h,随后将反应水浴锅温度设置为70℃,向其中计入20.65g氯乙酸钠,醚化反应2.5h,所得黄连羧甲基纤维素经转移、干燥、粉碎后测试其最大取代度为0.26。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为50mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为30%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含5g的丙烯酰胺和5g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.01g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.027、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.01g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.01g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.175g、氧化剂过硫酸钾0.20g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.20g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率915g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量122g/g。
实施例5
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为83.3mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含5g的丙烯酰胺和实施例4方法制备的6g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.02g、纳米二氧化钛0.007g、30%噁霉灵水剂0.054g、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.01g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.01g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.175g、氧化剂过硫酸钾0.20g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.20g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率950g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量124g/g。
实施例6
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.6mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含6g的丙烯酰胺和实施例2方法制备的7.5g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.03g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.08g、六甲基磷酰三胺0.03g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.02g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.02g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.175g、氧化剂过硫酸钾0.175g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.175g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率985g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量127g/g。
实施例7
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量浓度为2.5%的氢氧化钠溶液300mL室温浸泡6h,然后在35℃恒温水浴锅内,向浸泡液中加入100mL的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,碱化反应2h,随后将反应水浴锅温度设置为70℃,向其中计入21.64g氯乙酸钠,醚化反应2.5h,所得黄连羧甲基纤维素经转移、干燥、粉碎后测试其最大取代度为0.29。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.6mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含5g的丙烯酰胺和7.5g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.05g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.1g、六甲基磷酰三胺0.025g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.01g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.01g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.175g、氧化剂过硫酸钾0.225g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.225g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1045g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量123g/g。
实施例8
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为99.9mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为60%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含7.5g的丙烯酰胺和实施例7方法制备的8g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.05g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.0125g、六甲基磷酰三胺0.03g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.025g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.025g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.20g、氧化剂过硫酸钾0.325g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.325g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1120g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量130g/g。
实施例9
在实施例7的黄连羧甲基纤维素的制备方法基础上,仅采用质量浓度为3%的氢氧化钠溶液400mL浸泡黄连粉末、加入32.78g氯乙酸钠进行醚化,其他操作与实施例7相同,由此制得取代度为0.30的黄连羧甲基纤维素。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为83.3mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含8g的丙烯酰胺和9g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.05g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.15g、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.02g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.02g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.250g、氧化剂过硫酸钾0.325g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.325g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1175g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量140g/g。
实施例10
在实施例7的黄连羧甲基纤维素的制备方法基础上,仅采用质量浓度为3%的氢氧化钠溶液350mL浸泡黄连粉末、加入27.86g氯乙酸钠进行醚化,其他操作与实施例7相同,由此制得取代度为0.32的黄连羧甲基纤维素。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为99.9mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含7.5g的丙烯酰胺和9g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.06g、纳米二氧化钛0.008g、30%噁霉灵水剂0.084g、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.03g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.03g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸钾0.375g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.375g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1280g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量137g/g。
实施例11
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为125mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为75%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含10g的丙烯酰胺和实施例10方法制备的10g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.06g、纳米二氧化钛0.009g、30%噁霉灵水剂0.15g、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.015g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.015g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.175g、氧化剂过硫酸钾0.275g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.275g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1315g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量142g/g。
实施例12
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.6mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含12.5g的丙烯酰胺和实施例10方法制备的10g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.07g、纳米二氧化钛0.009g、30%噁霉灵水剂0.015g、六甲基磷酰三胺0.025g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.03g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.03g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.20g、氧化剂过硫酸钾0.275g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.275g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1355g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量155g/g。
实施例13
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为125mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为75%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含15g的丙烯酰胺和实施例10方法制备的10g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.08g、纳米二氧化钛0.01g、30%噁霉灵水剂0.2g、六甲基磷酰三胺0.04g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.04g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.04g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.300g、氧化剂过硫酸钾0.425g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.425g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1245g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量164g/g。
实施例14
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.5mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,待冷却至室温后向其中加入配制好的含6g的丙烯酰胺和实施例10方法制备的7.2g黄连羧甲基纤维素的去离子水溶液,搅拌反应30min后向反应容器中加入纳米氧化锌0.06g、纳米二氧化钛0.009g、30%噁霉灵水剂0.15g、六甲基磷酰三胺0.02g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770)0.015g和N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(UV-312)0.015g,搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸钾0.275g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.275g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1475g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量125g/g。
实施例15
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用1%氢氧化钠溶液400mL浸泡4h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含18g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与22.5g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,羧甲基纤维素取代度为0.27。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为50mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为30%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺6g,阿伏苯宗0.05g、苯基苯并咪唑磺酸0.05g、黄连羧甲基纤维素5g、噁霉灵0.005g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.005g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2g、氧化剂过硫酸铵0.30g,纳米二氧化钛0.1g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.30g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率850g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量120g/g。
实施例16
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用1.5%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含20g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与22.5g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.28。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为66mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为40%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺7g,阿伏苯宗0.05g、苯基苯并咪唑磺酸0.05g、黄连羧甲基纤维素5.5g、噁霉灵0.005g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.005g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2g、氧化剂过硫酸铵0.30g,纳米二氧化钛0.1g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.30g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率935g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量125g/g。
实施例17
取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用2%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含25g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与28.7g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.31。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为66ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为40%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺7g,阿伏苯宗0.05g、苯基苯并咪唑磺酸0.05g、黄连羧甲基纤维素6g、噁霉灵0.006g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.006g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2g、氧化剂过硫酸铵0.30g,纳米二氧化钛0.1g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.30g)注入反应体系中,,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1095g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量128g/g。
实施例18
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为82.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺7.5g,阿伏苯宗0.06g、苯基苯并咪唑磺酸0.06g、实施例17制备的黄连羧甲基纤维素6.5g、噁霉灵0.006g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.006g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.225g、氧化剂过硫酸铵0.35g,纳米二氧化钛0.12g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.35g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1185g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量133g/g。
实施例19
以取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用2.5%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含28g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与32.1g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.33。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为66ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为40%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺7g,阿伏苯宗0.05g、苯基苯并咪唑磺酸0.05g、黄连羧甲基纤维素7.5g、噁霉灵0.006g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.006g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2g、氧化剂过硫酸铵0.30g,纳米二氧化钛0.1g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.30g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1150g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量138g/g。
实施例20
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为82.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为50%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺7.5g,阿伏苯宗0.06g、苯基苯并咪唑磺酸0.06g、实施例19制备的黄连羧甲基纤维素8g、噁霉灵0.007g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.007g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.225g、氧化剂过硫酸铵0.35g,纳米二氧化钛0.12g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.35g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1275g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量140g/g。
实施例21
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为99.0ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为60%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺8g,阿伏苯宗0.15g、苯基苯并咪唑磺酸0.15g、实施例19制备的黄连羧甲基纤维素8.5g、噁霉灵0.007g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.007g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸铵0.4g,纳米二氧化钛0.30g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.4g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1320g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量142g/g。
实施例22
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺9g,阿伏苯宗0.20g、苯基苯并咪唑磺酸0.20g、实施例19制备的黄连羧甲基纤维素9g、噁霉灵0.007g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.007g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸铵0.4g,纳米二氧化钛0.40g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.4g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1385g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量145g/g。
实施例23
以取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用3%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含35g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与37.5g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.35。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺9g,阿伏苯宗0.30g、苯基苯并咪唑磺酸0.30g、黄连羧甲基纤维素9.5g、噁霉灵0.008g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.008g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸铵0.4g,纳米二氧化钛0.60g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.4g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1415g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量148g/g。
实施例24
以取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用3%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含40g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与43.2g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.34。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺9g,阿伏苯宗0.40g、苯基苯并咪唑磺酸0.40g、黄连羧甲基纤维素10g、噁霉灵0.008g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.008g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.30g、氧化剂过硫酸铵0.45g,纳米二氧化钛0.80g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.45g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1375g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量155g/g。
实施例25
以取粉碎后的黄连粉末50g,用质量分数为用3%氢氧化钠溶液400mL浸泡3.5h,使黄连中的纤维素链充分溶胀伸展,然后在30℃时用含30g氢氧化钠的100mL溶液碱化黄连纤维素链上的葡萄糖残基上的羟基1.5h,在75℃时与37.5g氯乙酸钠醚化反应2h,不经任何洗涤处理,一锅法制备得到黄连羧甲基纤维素,其取代度为0.38。
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为116.5ml的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为70%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺10g,阿伏苯宗0.45g、苯基苯并咪唑磺酸0.45g、黄连羧甲基纤维素11g、噁霉灵0.009g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.009g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25g、氧化剂过硫酸铵0.35g,纳米二氧化钛0.90g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.35g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1450g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量165g/g。
实施例26
在冰水浴条件下,反应容器中加入已除阻聚剂的丙烯酸30g,冰水浴条件下,逐滴滴加体积为133mL的质量浓度为10%w/v的氢氧化钠溶液,使丙烯酸的中和度为80%,搅拌反应30min后向反应容器中加入丙烯酰胺12g,阿伏苯宗0.60g、苯基苯并咪唑磺酸0.60g、实施例23制备的黄连羧甲基纤维素12g、噁霉灵0.01g(以质量分数30%的噁霉灵水剂添加)、醚菌酯0.01g(以质量分数30%的醚菌酯添加),搅拌20min后向其中依次加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.35g、氧化剂过硫酸铵0.48g,纳米二氧化钛1.20g,搅拌并通氮气30min后将反应容器移入45℃水浴锅中,用注射器将除氧后的还原剂亚硫酸氢钠溶液(NaHSO3质量为0.48g)注入反应体系中,后续步骤与实施例1相同。制得的高吸水树脂吸水率1270g/g,在0.9%氯化钠溶液吸附量170g/g。
将上述实施例1-26制备的高吸水树脂与普通高水树脂吸水饱和后分别进行抗紫外实验,测试条件为280-400nm波长紫外灯照射,辐照度为0.51W/m2,温度为40℃,连续照射,半小时间隔取样拍照,观察状态,结果表明:普通高吸水树脂2h后完全分解,本实施例1-26制备的高吸水树脂12h后仍未完全分解(图13为普通高吸水树脂和实施例1制备的高吸水树脂的对比)。取本实施例1和实施例23的高吸水树脂样品分别进行紫外照射实验12h后烘干称重,发现剩余高吸水树脂质量为照射前重量的66.58%、82.93%。
将上述实施例1-26制备的高吸水树脂与普通吸水树脂分别吸水后的凝胶进行抗菌对比实验,发现普通吸水树脂10天后表面开始出现霉斑、20天后霉斑明显增多,而本发明实施例1-26制备的高吸水树脂经16天后表面才开始出现霉斑、20天后霉斑没有扩大现象(图14显示了普通吸水树脂和本发明实施例1制备的高吸水树脂的抗菌对比)。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:包括以下步骤:
在反应容器中加入共聚单体、抑菌剂1和中和剂进行第一次搅拌反应,然后向反应液中加入抑菌剂2、抗紫外线助剂、紫外线光屏蔽剂、交联剂、氧化剂进行第二次搅拌反应,再加入还原剂进行第三次搅拌反应至体系粘稠时,停止搅拌,升温后进行保温,即得所述广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂;
所述共聚单体为丙烯酸和丙烯酰胺;
所述抑菌剂1为黄连羧甲基纤维素;
所述黄连羧甲基纤维素的制备步骤包括:将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应;然后向反应液中加入氯乙酸钠进行醚化反应,得黄连羧甲基纤维素。
2.根据权利要求1所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-13份、抑菌剂15-12份、抑菌剂2 0.01-0.14份、抗紫外线助剂0.026-1.2份、紫外线光屏蔽剂0.005-1.2份、交联剂0.15-0.35份、氧化剂0.175-0.48份、还原剂0.175-0.48份。
3.根据权利要求1或2所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述中和剂为氢氧化钠;
所述抗菌剂2为纳米氧化锌和噁霉灵的组合或纳米氧化锌和醚菌酯的组合;
所述抗紫外线助剂为阿伏苯宗、苯基苯并咪唑磺酸的组合或为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、六甲基磷酰三胺和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的组合;
所述紫外线光屏蔽剂为纳米二氧化钛;
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺;
所述氧化剂为过硫酸钾;
所述还原剂为亚硫酸氢钠。
4.根据权利要求3所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-12.5份、黄连羧甲基纤维素5-10份、纳米氧化锌0.01-0.08份、噁霉灵0.0038-0.06份、六甲基磷酰三胺0.01-0.04份、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.008-0.04份、N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺0.008-0.04份、紫外线光屏蔽剂0.005-0.01份、交联剂0.15-0.3份、氧化剂0.175-0.425份、还原剂0.175-0.425份;或
所述方法中各原料的重量份数为:丙烯酸30份、丙烯酰胺6-12份、中和剂5-13.3份、黄连羧甲基纤维素5-12份、噁霉灵0.005-0.01份、醚菌酯0.005-0.01份、阿伏苯宗0.05-0.6份、苯基苯并咪唑磺酸0.05-0.6份、紫外线光屏蔽剂0.1-1.2份、交联剂0.2-0.35份、氧化剂0.3-0.48份、还原剂0.3-0.48份。
5.根据权利要求1所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述第一次搅拌反应后,丙烯酸的中和度为30-90%。
6.根据权利要求1所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述黄连羧甲基纤维素的制备中,将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应的具体步骤为:将粉碎到粒径100目以下的黄连粉末加入到质量浓度为1%-3%的碱溶液中浸泡2-6h,然后加入质量浓度为18%-40%碱溶液,进行碱化反应;
7.根据权利要求6所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述碱化反应的温度为30-40℃、反应时间1-3h;所述碱溶液为氢氧化钠溶液;所述黄连粉末与质量浓度为1%-3%的碱溶液中的碱、质量浓度为18%-40%的碱溶液中的碱的质量比为50:3-12:16-40;
所述黄连粉末与氯乙酸钠的质量比为50:19.67-43.2;所述醚化反应的温度为70-75℃、反应时间1.5-3h。
8.根据权利要求1所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂的制备方法,其特征是:所述黄连羧甲基纤维素的取代度为0.24-0.38。
9.一种广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂,其特征在是:包括以下重量份数的各组分:丙烯酸30份、丙烯酰胺5-15份、中和剂4.6-13份、抑菌剂1 5-12份、抑菌剂20.01-0.14份、抗紫外线助剂0.026-1.2份、紫外线光屏蔽剂0.005-1.2份、交联剂0.15-0.35份、氧化剂0.175-0.48份、还原剂0.175-0.48份。
10.根据权利要求9所述的广谱抗菌和抗紫外线的高吸水树脂,其特征在是:所述黄连羧甲基纤维素的制备步骤包括:将粉碎后的黄连粉末加入碱溶液中进行碱化反应;然后向反应液中加入氯乙酸钠进行醚化反应,得黄连羧甲基纤维素。
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- 2021-11-05 CN CN202111306006.8A patent/CN113980183A/zh active Pending
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