一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂及其制备方法

专利2025-04-21  20

本发明属于超吸水树脂,具体涉及一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法。


背景技术:

1、超吸水树脂(sphs)具有优于常规吸水性的特殊性能,已广泛应用于农业、医用材料、卫生用品、废水处理和农业等领域。如何提高sphs的吸水性、保水性和缓释性是许多研究者热衷的问题。然而,传统的吸水树脂大多存在吸水能力低、保水性差、吸水速度慢等缺点。sphs达到100%润涨状态需要几小时甚至几十小时,这严重阻碍了sphs实际使用效率。因此更快的吸水速率以及良好的吸水、保水性能对sphs的实际应用能够带来更有效的价值。木薯渣作为一种利用率极低的农业废弃物,拥有大量的碎纤维,有利于调节sph的结构。它还含有淀粉和木质素等可生物降解的成分。这有利于sphs增强三维网络交联结构和改善性能。因此,木薯渣将成为未来制备sphs最有前景的绿色材料之一。sphs材料的结构和性能的改进对为未来新农业的发展具有重大意义。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂及其制备方法。

2、为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:

3、第一方面,本发明提供一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂的制备方法,包括如下步骤:

4、将木薯淀粉(cs)加入水中,选用过硫酸钾(kps)为引发剂加入到木薯淀粉混合物中,在n2氛围下搅拌反应。再向其中加入丙烯酸和丙烯酰胺混合液(aa/am)和n,n-亚甲基双丙烯酰胺(mba)继续搅拌。木薯淀粉用量为aa/am的(质量比)5%-20%,kps用量为aa/am的(质量比)1%-4%,aa与am的质量比为5:1-2:1,mba用量为aa/am的(质量比)0.3%-0.9%。

5、优选地,将木薯渣加入水中,选用kps为引发剂加入到木薯淀粉混合物中,在n2氛围下搅拌反应。再向其中加入aa/am和mba继续搅拌。木薯渣中木薯淀粉含量为40%-60%,木薯淀粉用量为aa/am的(质量比)10%,kps用量为aa/am的(质量比)2%,aa与am的质量比为2:1,mba用量为aa/am的0.6%。

6、发明人经过实验发现,木薯渣含有大量的木薯淀粉和木薯纤维,木薯淀粉和木薯纤维均能够增强树脂内部三维网络结构,从而增加树脂吸水率和保水率。木薯纤维以大量碎片的形式存在,能够均匀的分布在超吸水树脂内部,并且木薯纤维内部含有大量的孔道,能够通过渗透压使外部的水加速尽到树脂内部,从而提升树脂吸水速度,以实现快速吸水的性能。

7、由于木薯渣属于高质量低成本农业废弃物,并且含有大量可生物降解生物质组分,因此利用木薯渣制备超高吸水率、高保水性的快速吸水树脂在农业领域具有广泛的应用前景。

8、在一些实施例中,所述引发剂选自过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种。

9、在一些实施例中,所述溶剂均为水。

10、在一些实施例中,所述木薯淀粉是从木薯渣中粉碎过筛制备而得。

11、第二方面,本发明提供一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料,由所述制备方法制备而成。

12、第三方面,本发明提供一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂,所述超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料由洗涤后烘干粉碎而得。

13、在一些实施例中,超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料粉碎后经过20目筛网所得。

14、上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下:

15、以木薯渣、aa/am为原料,对木薯渣中的木薯淀粉和木薯纤维进行引发处理,并使其互相交联,使得制备的超吸水树脂具备更好的三维网络结构,能够有效提高吸水速率、吸水率和保水性,这种超高吸水率、高保水性的快速吸水树脂在农业领域具有更广泛的应用市场。

16、木薯渣来源于农业废弃物,成本低、生物可降解,适用于树脂材料规模化生产。



技术特征:

1.一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将木薯淀粉加入水中,选用kps为引发剂加入到木薯淀粉混合物中,在n2氛围下搅拌反应;再向其中加入丙烯酸和丙烯酰胺混合液aa/am和mba继续搅拌;木薯淀粉用量为丙烯酸和丙烯酰胺混合液aa/am的5%-20%,kps用量为丙烯酸和丙烯酰胺混合液aa/am的1%-4%,aa与am的质量比为5:1-2:1,mba用量为aa/am的0.3%-0.9%。

2.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:所述木薯渣中木薯淀粉含量为40%-60%。

3.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:木薯淀粉用量为丙烯酸和丙烯酰胺混合液aa/am的10%。

4.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:kps用量为丙烯酸和丙烯酰胺混合液aa/am的2%。

5.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:aa与am的质量比为2:1。

6.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:mba用量为aa/am的0.6%。

7.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:所述引发剂选自过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:所述溶剂为水。

9.根据权利要求1所述的超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料的制备方法,其特征在于:所述木薯淀粉和木薯渣是经过100目筛网过滤所得。

10.一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料,其特征在于:由权利要求1-9任一所述制备方法制备而成。


技术总结
本发明公开了一种超高吸水率、高保水的快速吸水树脂及其制备方法,包括如下步骤:将木薯渣加入水中,选用KPS为引发剂加入到木薯淀粉混合物中,在N2氛围下搅拌反应。再向其中加入AA/AM和MBA继续搅拌。木薯渣中木薯淀粉含量为40%‑60%,木薯淀粉用量为AA/AM的10%,KPS用量为AA/AM的2%,AA与AM的质量比为2:1,MBA用量为AA/AM的0.6%。即得,超高吸水率、高保水的快速吸水树脂材料。木薯淀粉和木薯纤维能够提高树脂的三维网络结构,从而提高吸水率。其中木薯纤维具备多孔通道,能够加快树脂的水吸收,提高吸水速度。

技术研发人员:李军,叶孟廷,徐竹涵
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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