CN1687169A - 一种以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法，将甘蔗渣置于⁶⁰Co－γ射线辐射下，与丙烯酸盐类接枝聚合，形成大分子量的接枝聚合物。用本发明的方法制备高吸水性材料，产品具有高的吸水性，且成本很低，与化学法相比，本方法具有操作简便、接枝效率高、无污染物排出、不含对植物有害的物质等优点，对广泛应用于农林园艺方面、用作保水剂十分有利，可以产生巨大的经济效益和社会效益。

Description

一种以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法

                              技术领域

本发明属以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法。

                              背景技术

高分子吸水剂是近年来发展起来的新型高分子功能材料。其显著特点是可吸收较自重多几百倍甚至几千倍的纯水，被广泛地应用于卫生用品、农林园艺、沙漠改良、日用化学工业、石油工业、增稠剂和缓释材料等领域。在建筑工程中，混凝土中加入少量超强吸水剂就可以吸收保持大量水分，然后慢慢释放出来，提供养护所需水分，减少洒水次数，不仅节省人力，同时也增加混凝土破断强度、表面平滑度，使表面磨擦不易起灰，提高了工程质量。在许多农产品的运输中必须防止结露，以前主要使用硅胶，但它无呼吸性，且吸水量有限，已有报道将超强吸水剂用于防止结露；此外，超强吸水剂还可应用于食品保鲜、食品保洁，如用活性碳和超强吸水剂掺入无纺布或纸中制成保鲜袋，能吸收食物放出的有害气体，调节环境湿度，从而起到保鲜作用。若在运输冷冻海鲜包装箱内放入超强吸水剂，可将流出的解冻水立即吸收，保持食品清洁。超强吸水剂还可用作废水处理絮凝剂、保冷剂及防火用胶等。

高吸水材料分成淀粉类、合成聚合物类和纤维素类三大类。淀粉类高吸水材料主要有两种，一种是淀粉与丙烯腈进行接枝聚合反应、再经碱液水解而得，另一种是淀粉与亲水性单体(如丙烯酸、丙烯酰胺)接技聚合、经交联后用碱中和而得，此类高吸水材料原料来源丰富、制得的产品吸水倍率高，但吸水速率较慢、吸水后凝胶强度较低、长期保水性较差。合成聚合物类高吸水材料目前主要有三种类型：第一种是目前生产量最大的聚丙烯酸盐类，其优点是制备容易、吸水倍率高，不足是吸水后凝胶强度较小、吸水倍率受pH值和盐度影响很大；第二种是醋酸乙烯酯共聚物，一般是将醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯进行共聚，然后经碱液水解后制得高吸水树脂，这类高吸水材料优点是吸水后凝胶强度大、不溶于水，但吸水倍率较低；第三种是改性聚乙烯醇类，由聚乙烯醇与环状羧酸酐反应而得，这类材料吸水倍率一般较低，但初期吸水速率较快，且其耐盐性和保水性都较好，故应用较广。纤维素类高吸水材料是用纤维素或其衍生物与丙烯腈、丙烯酸酯等单体接枝聚合、后经碱液水解而得；这类材料虽然吸水倍率较低，但吸水速度和吸水后的凝胶强度较大，故常用作吸水纸、个人卫生用品、医用材料、一次性尿布等用品的添加剂。上述吸水材料虽优缺点各异，但共同存在着价格较高、合成工艺比较复杂的问题。

现已有文献报道采用甘蔗渣粗纤维纸浆来直接制备高吸水材料[纤维素类高吸水材料的合成与性能研究赣南师范学院学报2001 No.3]，利用化学引发剂引发聚合的方式，先将甘蔗渣粗纤维制成纸浆，再进行化学反应制成高吸水材料。由于使用的主要原料是价格低廉的甘蔗渣，使产品生产成本减少，但由于工序比较复杂，成本还不能大幅降低。

在大力发展现代化农业的今天，为农林园艺的抗旱、改善土壤等方面提供性能良好的高吸水性材料，是发展生产力的需要，也是大势所趋。而要使高吸水性材料得到广泛使用，首先必须将产品成本降下来。

                                  发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种吸水和保水性能好、原料来源广泛、生产工艺简单、成本低的高吸水性材料的制备方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：将甘蔗渣置于⁶⁰Co-γ射线辐射下，与丙烯酸盐类接枝聚合，形成大分子量的接枝聚合物。

甘蔗渣与丙烯酸盐的重量比可以是1∶1.5～5，⁶⁰Co-γ射线剂量可以是0.5～5KGy。

用本发明的方法制备高吸水性材料，产品具有高的吸水性，且成本很低，与化学法相比，本方法具有操作简便、接枝效率高、无污染物排出、不含对植物有害的物质等优点，对广泛应用于农林园艺方面、用作保水剂十分有利，可以产生巨大的经济效益和社会效益。

                                具体实施方式

甘蔗是中国华南等地区的一大资源优势，甘蔗渣来源丰富，价格低廉。甘蔗渣的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。将甘蔗渣置于⁶⁰Co-γ射线辐射下，与丙烯酸盐类接枝聚合，可以生成大分子量的接枝聚合物。根据不同的要求，可以通过调节辐射剂量或原料的配比，得到不同吸水倍数的高吸水性高分子接枝聚合物。在无特殊要求的情况下，甘蔗渣与丙烯酸盐的重量比可以是1∶1.5～5，⁶⁰Co-γ射线剂量可以是0.5～5KGy。

实施例1：

配制15％浓度(重量百分比，以下同)的丙烯酸钠溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入该容器中，浸泡10分钟。向该容器充入氮气2分钟后密封容器。用⁶⁰Co-γ射线辐照0.5KGy剂量，得到辐射接枝聚合产物。该产物烘干粉碎即成一种高吸水性材料。该材料的吸水倍数为：去离子水500倍，自来水150倍。

实施例2：

配制25％浓度的丙烯酸铵溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入该容器中，浸泡10分钟。向该容器充入纯氮气1分钟后密封该容器。用⁶⁰Co-γ射线辐照3KGy剂量，得到一种辐射接枝聚合产物。该产物经烘干粉碎即为一种高吸水性材料。该材料的吸水倍数为：去离子水550倍，自来水170倍。

实施例3：配制50％浓度的丙烯酸钾溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入该容器中，浸泡10分钟。向该容器充入纯氮气3分钟后密封该容器。用⁶⁰Co-γ射线辐照5KGy剂量，得到一种辐射接枝聚合产物。该产物经烘干粉碎即为一种高吸水性材料。该材料的吸水倍数为：去离子水250倍，自来水100倍。

Claims (3)

1.一种以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法，以甘蔗渣为基本原料，其特征是将甘蔗渣置于⁶⁰Co-γ射线辐射下，与丙烯酸盐类接枝聚合，形成大分子量的接枝聚合物。

2.如权利要求1所述的以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法，其特征是甘蔗渣与丙烯酸盐的重量比是1∶1.5～5。

3.如权利要求1所述的以甘蔗渣为基本原料的高吸水性材料的制备方法，其特征是⁶⁰Co-γ射线剂量是0.5～5KGy。