一種多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特征是按如下步驟進行：將小麥淀粉糊化，在冰浴條件下制備丙烯酸鈉溶液，取N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸銨連同丙烯酸鈉溶液一起加入糊化小麥淀粉中得混合溶液，將混合溶液進行攪拌，使其接枝共聚形成共聚產(chǎn)物；將共聚產(chǎn)物倒入四氟乙烯板中同時加入黑曲霉菌懸液或枯草芽孢桿菌菌懸液進行恒溫培養(yǎng)后干燥處理，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂；本發(fā)明通過添加黑曲霉菌懸液或者枯草芽孢桿菌菌懸液制備多孔淀粉系高吸水樹脂，使所制得的淀粉系高吸水樹脂吸水速率高、生物降解性強、耐鹽性強，且制備方法簡單、無污染、可用于工業(yè)生產(chǎn)。
【專利說明】一種多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法。

【背景技術】
[0002] 高吸水樹脂是一種特殊的功能性聚合物，具有獨特的三維網(wǎng)絡結構，可以吸收自 身重量的幾十倍甚至幾千倍的水而且不易失去，這使得其在生理衛(wèi)生用品、農(nóng)林園藝、日用 化工、食品工業(yè)、建筑工業(yè)、醫(yī)藥紡織等領域得到廣泛的應用。生理衛(wèi)生用品是高吸水樹脂 最早也是最大的應用領域；在紡織方面，高吸水樹脂可用于制作防汗衫、防汗鞋墊等；在建 筑方面，高吸水樹脂是一種有效的建筑吸水材料、止水密封材料同時也可作為混凝土添加 齊IJ ;在農(nóng)林方面，高吸水樹脂可作為土壤的改良劑和保水劑，特別在干旱地區(qū)，可以有效改 善土壤結構增加植被的存活率；在食品加工領域，高吸水樹脂可用于食品包裝、食品保鮮以 及充當食品增稠劑。隨著科學的發(fā)展，高吸水樹脂具有了更為重要的實用價值，產(chǎn)生了更大 的經(jīng)濟效益。
[0003] 根據(jù)制備高吸水樹脂的原料來源不同，高吸水樹脂大致可分為三大系：淀粉系、纖 維素系和合成系。纖維素系高吸水樹脂吸水能力不強，吸水速率比較低。而合成系保水劑 雖然吸水率高吸水速率快，但由于其生物降解性差，對于在個人護理用品等一次性領域上 容易造成環(huán)境污染。因此，研究淀粉系高吸水樹脂具有重要意義。
[0004] 但是，由于目前淀粉系高吸水樹脂吸水率低、吸水速率慢，從而大大的限制了其使 用范圍，多孔淀粉系高吸水樹脂由于其內(nèi)部存在孔狀結構，樹脂比表面積增加，在吸水能力 和吸水速率上具有很大優(yōu)勢，已受到廣泛關注。因此，通過新方法新工藝提高淀粉系高吸水 樹脂的吸水速率具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決已有技術所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種多孔淀粉系高吸水樹脂的 制備方法，以期可以提高淀粉系高吸水樹脂的吸水速率并保持較好的吸水率。
[0006] 本發(fā)明為解決技術問題采用如下技術方案：
[0007] 本發(fā)明多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特點是按如下步驟進行：
[0008] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0009] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌邊向所述丙烯酸中加入濃度為 10m〇l/L的氫氧化鈉20ml-30ml，獲得丙烯酸鈉溶液；
[0010] 將〇. 〇15g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、0. 035g過硫酸銨及所述丙烯酸鈉溶液加入到 所述糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0011] C、將所述混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使所述混合溶 液接枝共聚形成共聚產(chǎn)物；
[0012] d、將所述共聚產(chǎn)物100ml倒入四氟乙烯板中，加入黑曲霉菌懸液或枯草芽孢桿菌 菌懸液15-20ml，然后放入37°C恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0013] e、將培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂。
[0014] 本發(fā)明多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特點也在于：
[0015] 所述黑曲霉菌懸液是按如下步驟進行制備：取兩接種環(huán)黑曲霉菌種加入到250ml 察氏培養(yǎng)基中，在轉速為170r/min、溫度為37°C的搖床中培養(yǎng)48h，即得黑曲霉菌懸液；
[0016] 所述察氏培養(yǎng)基組成為：
[0017] 硝酸鈉 3g： 鱗酸氪二# Ig; 硫酸犧(MgS〇4-7H20) 0.5g; 氣化鉀 〇.5g; 硫瞻亞鐵 0.0 lg; 蔗糖 30g; 瓊脂 20g； 蒸饋水 lOOOmL,,
[0018] 所述枯草芽孢桿菌菌懸液是按如下步驟進行制備：取兩接種環(huán)枯草芽孢桿菌菌種 加入到250ml枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基中，然后在轉速為170r/min、溫度為37°C的搖床中培養(yǎng) 48h，即得枯草芽孢桿菌菌懸液；
[0019] 所述枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基組成為：
[0020] --π胨 〗〇g; 靜糖 5g； 氣化鈉 l〇g: 可溶件淀粉 5g; 蒸餾水 lOOOmL
[0021] 與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0022] 1、本發(fā)明通過添加黑曲霉菌懸液或枯草芽孢桿菌制備多孔淀粉系高吸水樹脂，使 所制得的淀粉系高吸水樹脂生物降解性強、吸水速率高、耐鹽性強，且制備方法簡單、無污 染、可用于工業(yè)生產(chǎn)；
[0023] 2、本發(fā)明通過改變NaOH的用量可達到調(diào)控淀粉系高吸水樹脂吸水速率的效果；
[0024] 3、本發(fā)明以小麥淀粉作為原料，具有良好的接枝效率且來源廣、價格低。

【具體實施方式】
[0025] 對比例
[0026] 作為對比，本實施例按如下方式制備高吸水樹脂：
[0027] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0028] b、向糊化小麥淀粉中加入過硫酸銨0. 035g、丙烯酸30ml、氫氧化鈉20ml及 N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0. 020g，得混合溶液；
[0029] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0030] d、將共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得作為對比的多孔淀粉系高吸水樹脂， 記為對比樣品。
[0031] 經(jīng)測試，該對比樣品的吸水量為520g/g、吸水速率為19. 45gAg · h)。
[0032] 實施例1
[0033] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0034] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0035] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌丙烯酸邊向其中加入10mol/L氫氧化 鈉20ml，得丙烯酸鈉溶液；
[0036] 稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨連同丙烯酸鈉溶液一起 加入到糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0037] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0038] d、將100ml共聚廣物倒入四氣乙稀板中，加入黑曲霉囷懸液20ml，然后放入37 C 恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0039] e、將培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記為 樣品1。
[0040] 經(jīng)測試,本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品1)的吸水量為730g/g、 吸水速率為36. 56gAg · h)，與對比樣品相比，樣品1的吸水速率提高了 88%。
[0041] 實施例2
[0042] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0043] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0044] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌丙烯酸邊向其中加入10mol/L氫氧化 鈉30ml得丙烯酸鈉溶液；
[0045] 稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨連同丙烯酸鈉溶液一起 加入到糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0046] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0047] d、將100ml共聚廣物倒入四氣乙稀板中，加入黑曲霉囷懸液15ml后放入37 C恒溫 箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0048] e、將培養(yǎng)后的共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記 為樣品2。
[0049] 經(jīng)測試，本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品2)的吸水量為655g/g、 吸水速率為30. 22gAg · h)，與對比樣品相比，樣品2的吸水速率提高了 55%。
[0050] 實施例3
[0051] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0052] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0053] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌所述丙烯酸邊向其中加入10mol/L 氫氧化鈉20ml得丙烯酸鈉溶液；
[0054] 稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨連同丙烯酸鈉溶液一起 加入到糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0055] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0056] d、將100ml共聚產(chǎn)物倒入四氟乙烯板中，加入枯草芽孢桿菌菌懸液20ml后放入 37°C恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0057] e、將培養(yǎng)后的共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記 為樣品3。
[0058] 經(jīng)測試，本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品3)的吸水量為865g/g、 吸水速率為32. 22gAg · h)，與對比樣品相比，樣品3的吸水速率提高了 65%左右。
[0059] 實施例4
[0060] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0061] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0062] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌所述丙烯酸邊向其中加入10mol/L 氫氧化鈉30ml得丙烯酸鈉溶液；稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨 連同丙烯酸鈉溶液一起加入到糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0063] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0064] d、將100ml共聚產(chǎn)物倒入四氟乙烯板中，加入枯草芽孢桿菌菌懸液15ml后放入 37°C恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0065] e、將培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記為 樣品4。
[0066] 經(jīng)測試，本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品4)的吸水量為465g/g、 吸水速率為27. 619gAg · h)，與對比樣品相比，樣品4的吸水速率提高了 42%左右。
[0067] 實施例5
[0068] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0069] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0070] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌所述丙烯酸邊向其中加入10mol/L氫 氧化鈉20ml得丙烯酸鈉溶液；稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨連 同丙烯酸鈉溶液一起加入到糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0071] C、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0072] d、將100ml共聚產(chǎn)物倒入四氟乙烯板中，加入枯草芽孢桿菌菌懸液15ml后放入 37°C恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物；
[0073] e、將培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記為 樣品5。
[0074] 經(jīng)測試，本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品5)的吸水量為740g/g、 吸水速率為31. 509gAg · h)與對比樣品相比，樣品5的吸水速率提高了 62%左。
[0075] 實施例6
[0076] 本實施例按如下步驟制備了一種多孔淀粉系高吸水樹脂：
[0077] a、取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀 粉；
[0078] b、量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌所述丙烯酸邊向其中加入10mol/L 氫氧化鈉20ml得丙烯酸鈉溶液；稱取0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和0. 035g過硫酸銨 連同丙烯酸鈉溶液一起加入糊化小麥淀粉中，得混合溶液；
[0079] c、將混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使混合溶液接枝共 聚形成共聚產(chǎn)物；
[0080] d、將100ml共聚廣物倒入四氣乙稀板中，加入黑曲霉囷懸液15ml后放入37 C恒溫 箱中培養(yǎng)4天。
[0081] e、將培養(yǎng)后的共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂，記 為樣品6。
[0082] 經(jīng)測試，本實施例所制備的多孔淀粉系高吸水樹脂（樣品6)的吸水量為810g/g、 吸水速率為33. 2599gAg · h)，與對比樣品相比，樣品6的吸水速率提高了 65%左右。
【權利要求】
1. 一種多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特征是按如下步驟進行： a、 取2g小麥淀粉加入到30ml蒸餾水中，然后在95°C下糊化0. 5h，得糊化小麥淀粉； b、 量取30ml丙烯酸，并在冰浴條件下邊攪拌邊向所述丙烯酸中加入濃度為10mol/L的 氫氧化鈉20ml-30ml，獲得丙烯酸鈉溶液； 將0. 015g N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、0. 035g過硫酸銨及所述丙烯酸鈉溶液加入到所述 糊化小麥淀粉中，得混合溶液； c、 將所述混合溶液在50°C條件下、以270r/min的速率進行攪拌lh，使所述混合溶液接 枝共聚形成共聚產(chǎn)物； d、 將所述共聚產(chǎn)物100ml倒入四氟乙烯板中，加入黑曲霉菌懸液或枯草芽孢桿菌菌懸 液15-20ml，然后放入37°C恒溫箱中培養(yǎng)4天，得培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物； e、 將培養(yǎng)后共聚產(chǎn)物在80°C的條件下干燥8h，獲得多孔淀粉系高吸水樹脂。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特征是： 所述黑曲霉菌懸液是按如下步驟進行制備：取兩接種環(huán)黑曲霉菌種加入到250ml察氏 培養(yǎng)基中，在轉速為170r/min、溫度為37°C的搖床中培養(yǎng)48h，即得黑曲霉菌懸液； 所述察氏培養(yǎng)基組成為： 硝酸_ 3g; 磷II氫.+:鉀 ig; 硫酸樣 MgS(V7H20 0.5g; 氣化鉀 〇.5g; 硫I變嘆鐵 O.Olg; 蔗糖 30g; 瓊脂 20g; 蒸餾水 lOOOmL?
3. 根據(jù)權利要求1所述的多孔淀粉系高吸水樹脂的制備方法，其特征是： 所述枯草芽孢桿菌菌懸液是按如下步驟進行制備：取兩接種環(huán)枯草芽孢桿菌菌種加入 到250ml枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基中，然后在轉速為170r/min、溫度為37°C的搖床中培養(yǎng)48h， 即得枯草芽孢桿菌菌懸液； 所述枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基組成為： 蛋白_ l〇g； -5g； Μ化鈉 10g； +可溶性淀粉 5g; 蒸餾水 1000ml,,
【文檔編號】C08F251/00GK104193900SQ201410401330
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2014年8月14日
【發(fā)明者】趙妍嫣, 鄭志, 盧從從 申請人:合肥工業(yè)大學