專利名稱：一種環(huán)保型半纖維素吸水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于吸水材料領(lǐng)域，涉及半纖維素改性和高吸水樹脂，具體涉及一種環(huán)保型半纖維素吸水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
水凝膠是一種親水性但不溶于水的高分子聚合物。它們在水中可迅速溶脹至平衡，并仍能保持其形狀和三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，又可在一定條件下脫水退溶脹，是一類集吸水、保水、緩釋于一體并且發(fā)展迅速的功能高分子材料。被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物工程材料等領(lǐng)域。高吸水性材料與傳統(tǒng)的吸水材料不同。傳統(tǒng)的吸水材料吸水能力小，只能吸收自身質(zhì)量的幾倍至幾十倍的水，保水能力也差。而高吸水材料可以吸收自身質(zhì)量的幾百倍乃至上千倍的水，不僅具有良好的吸水性能，而且具有卓越的保水能力。近年來，半纖維素被研究用作制備生物質(zhì)基材料及一系列新型可降解聚合物。目前開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括食品和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。塑化、酯化、接枝聚合等改性的半纖維素形成的薄膜在阻隔性、機械力學(xué)性能等方面較未改性膜有顯著的提高，特別是復(fù)合薄膜， 有望在食品包裝材料及食品/可食性包覆膜方面成為新型環(huán)保材料。此外，半纖維素以其生物活性和生物相容性可用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是藥物緩釋和組織工程的重要領(lǐng)域。如木聚糖與殼聚糖形成的凝膠可望應(yīng)用于藥物釋放等方面；半纖維素水凝膠在蛋白負(fù)載及釋放、結(jié)腸部位靶向釋藥等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。目前，尚未有關(guān)于半纖維素制備環(huán)保型超強吸水劑的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)保型吸水劑及其制備方法。 本發(fā)明的吸水劑無毒，可生物降解，具有高效的吸水、緩釋和保水能力。本發(fā)明的制備方法簡單易控，成本低，易于工業(yè)化。本發(fā)明的目的通過以下方案實現(xiàn) 一種環(huán)保型半纖維素吸水劑，結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. 一種環(huán)保型半纖維素吸水劑，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如下式中 m, η, χ, ρ ^ I0
2.權(quán)利要求1所述的環(huán)保型半纖維素吸水劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)黃竹干燥后研磨成粉，用體積比為2廣4:1的甲苯和乙醇的混合溶劑在9(Γ100 抽提4、h，向殘渣中加入亞氯酸鈉和蒸餾水，用鹽酸或醋酸調(diào)節(jié)pH值為3. 8 4. O后在 7(T80°C提取2 3h，過濾，濾渣用95% (wt.)乙醇洗滌2 3次，于5(T60°C下干燥12 16h，得到脫木素的黃竹；(2)將步驟(1)得到的脫木素的黃竹用8 10%(wt. )Κ0Η溶液在20 30°C提取8 12 h，過濾，濾液用醋酸調(diào)節(jié)pH值為5. 5，再加入95% (wt.)乙醇，靜置8 IOh得到沉淀，過濾，沉淀用酸化的70% (體積分?jǐn)?shù))乙醇洗滌2 3次，于5(T60°C下干燥12 1他，得到木聚糖類半纖維素；(3)將步驟(2)得到的木聚糖類半纖維素加入蒸餾水中，于60 90°C加熱5 30min 至其完全溶解，得到木聚糖類半纖維素溶液；(4)在惰性氣體中，向步驟(3)得到的木聚糖類半纖維素溶液中加入引發(fā)劑，再加入丙烯酸和交聯(lián)劑，攪拌均勻后，于2(T40°C加熱l(T40h，冷卻，得到粗產(chǎn)物；(5)將步驟(4)得到的粗產(chǎn)物用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性，于5(T60°C真空干燥 2(T24h至恒重，得到半纖維素吸水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述黃竹粉與混合溶劑的質(zhì)量體積比為1: (15^25)g mL—1 ；所述亞氯酸鈉與殘渣的質(zhì)量比為(1. 2 1. 8) 1 ；所述蒸餾水與殘渣的質(zhì)量體積比1 (15 25) g mL—1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述脫木素的黃竹與8 10% (wt. )Κ0Η溶液的質(zhì)量體積比為1 (15 25) g mL—1 ；所述95% (wt.)乙醇與濾液的體積比為3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述木聚糖類半纖維素與蒸餾水的質(zhì)量體積比為1: (10 50) g Hir10
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和四甲基乙二胺的混合物；所述引發(fā)劑與木聚糖類半纖維素的質(zhì)量比為(2 18) 100 ；所述過硫酸銨和四甲基乙二胺的質(zhì)量體積比為1:1 g Hir10
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述丙烯酸為中和度70% 的丙烯酸，所述丙烯酸與木聚糖類半纖維素的質(zhì)量比為(廣20) :1。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述交聯(lián)劑為#，Y-亞甲基雙丙烯酰胺，所述交聯(lián)劑與木聚糖類半纖維素的質(zhì)量比為(廣5) :20。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述惰性氣體為氮氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型半纖維素吸水劑及其制備方法。本發(fā)明吸水劑的制備方法為黃竹干燥磨成粉，用甲苯和乙醇的混合溶劑抽提，向殘渣中加入亞氯酸鈉和蒸餾水，調(diào)節(jié)pH值，抽提，過濾，濾渣經(jīng)醇洗，干燥，再用KOH溶液提取，過濾，調(diào)節(jié)pH值為5.5后用乙醇沉淀，沉淀經(jīng)醇洗、干燥，得到半纖維素；將半纖維素溶于蒸餾水，在惰性氣體中，向其中加入引發(fā)劑、丙烯酸和交聯(lián)劑混勻后加熱，冷卻，粗產(chǎn)物經(jīng)水洗、真空干燥，得到半纖維素吸水劑。本發(fā)明制備的吸水劑具有良好的生物相容性，無毒，可生物降解，具有高效的吸水、緩釋和保水能力，應(yīng)用前景廣闊。本發(fā)明工藝簡單，反應(yīng)條件易于控制，易工業(yè)化，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生環(huán)境污染。
文檔編號C08F251/00GK102268105SQ20111022844
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者任俊莉, 孫潤倉, 彭新文 申請人:華南理工大學(xué)