本發(fā)明公開了一種利用蝸牛制備吸水樹脂的方法，屬于吸水樹脂制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高吸水性樹脂是一類新型的功能高分子材料，由于其特殊的體型結(jié)構(gòu)，使其能夠吸收自身重量幾百倍甚至上千倍的水，而且具有良好的保水性，即使施壓、加熱也不易流失，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、建筑、石油開采、日用化工等領(lǐng)域，特別是在生理衛(wèi)生、農(nóng)林園藝等領(lǐng)域已成為不可缺少的材料。

目前市場占有率較高、產(chǎn)量較大的產(chǎn)品主要是以石油加工產(chǎn)物丙烯酸、丙烯酰胺等為原料的合成系高吸水樹脂。隨著化石能源的日漸枯竭，人們對資源和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求，以無毒、可生物降解、易于進(jìn)行化學(xué)改性的天然高分子材料如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、殼聚糖、膠原等生物資源為原料的綠色系高吸水性樹脂的發(fā)展越來越迅速。

甲殼素是自然界中年生物合成量最大的一類動(dòng)物性多糖，廣泛存在于甲殼類動(dòng)物、昆蟲和真菌中，合成量僅次于纖維素，也是目前為止發(fā)現(xiàn)的唯一的堿性多糖。獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其擁有許多其它生物質(zhì)資源不可比擬的優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對目前常見的吸水樹脂主要是以石油化石能源為原料合成吸水樹脂，存在成本高昂、不易降解導(dǎo)致環(huán)境污染，而現(xiàn)有的甲殼素制得的吸水樹脂大多是在非均相的條件下進(jìn)行的，影響樹脂的得率和吸水性能的現(xiàn)狀，提供了一種以蝸牛殼為甲殼素提取源，利用蝸牛消化腺中的蝸牛酶自行酶解，酸溶提取得到蝸牛甲殼素溶液，經(jīng)凍融循環(huán)處理，輔以氫氧化鈉和尿素直接在均相條件下合成吸水樹脂的方法。本發(fā)明工藝簡便，耗能少，通過蝸牛酶自行酶解蝸牛殼制得甲殼素，再經(jīng)凍融循環(huán)處理破壞甲殼素致密的晶體結(jié)構(gòu)和氫鍵相互作用，使其呈均相溶液，解決了現(xiàn)有的甲殼素基吸水樹脂在非均相的條件下合成影響樹脂的得率和吸水性能的問題，同時(shí)以生物質(zhì)甲殼素為原料又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)吸水樹脂以不可再生石油化石能源為原料，不易生物降解影響環(huán)境的不足。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取1～2kg白玉蝸牛裝入陶瓷罐中，向罐中加入深1～2cm的去離子水，再放入一塊長5cm，寬5cm的生銹鐵片，最后滴入5～8mL茶籽油，靜置饑餓處理5～7天，使蝸牛吐出體內(nèi)污物；

（2）將上述饑餓吐臟處理后的蝸牛取出，用質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶液沖洗15～20min后直接放入磨漿機(jī)中打磨成漿，再將得到的蝸牛漿液移入酶解罐中，在25～35℃下自然保溫酶解6～8h；

（3）待酶解結(jié)束后將酶解產(chǎn)物移入燒杯，加入酶解產(chǎn)物總體積8～10倍質(zhì)量濃度為1mol/L鹽酸溶液，室溫下攪拌溶解20～25h后移入臥式離心機(jī)，以6000～7000r/min轉(zhuǎn)速離心10～15min，分離去除沉淀得到上清液；

（4）向上述上清液中逐滴滴入質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉溶液直至沉淀析出，得混合液，再將混合液裝入凍融循環(huán)機(jī)中以-15℃的中心凍結(jié)溫度進(jìn)行3～5次凍融循環(huán)處理，繼續(xù)加入混合液總質(zhì)量 3～5%的碳酰胺，用高速攪拌機(jī)以800～900r/min轉(zhuǎn)速劇烈攪拌10～20min，過濾去除濾渣，得到蝸牛甲殼素溶液；

（5）量取400～500mL上述蝸牛甲殼素溶液置于燒杯中，加入3～5g過硫酸鉀攪拌混合20～30min，再依次加入5～8gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和40～60mL單體濃度為40%的丙烯酸溶液，用保鮮膜封住杯口，移入70～80℃水浴鍋中，攪拌聚合反應(yīng)2～4h；

（6）反應(yīng)結(jié)束后過濾得到凝膠狀產(chǎn)物，依次用無水乙醇和去離子水反復(fù)沖洗3～5遍，放入真空干燥箱，在80～90℃下干燥過夜后放入氣流粉碎機(jī)粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩后裝袋，即得吸水樹脂。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按質(zhì)量比1∶5～1∶10，將本發(fā)明制得的吸水樹脂倒入肥料中，充分混合均勻，以每公頃50～80kg的施撒量施撒田中，待施撒結(jié)束，及時(shí)覆土，再以每公頃90～120L水量灌溉田地，每隔15～20天施撒一次，總共施撒2～4次，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由于施撒了本發(fā)明吸水樹脂，不僅解決了農(nóng)田土壤板結(jié)狀況，使得肥效大幅度提高，土地變得肥沃，而且將平常由于蒸發(fā)、滲漏、流失的水分保存起來，保水性提高了90％以上，具有廣泛的市場前景。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明操作簡便，方法獨(dú)特新穎，制備過程反應(yīng)溫和，且對于環(huán)境無污染；

（2）本發(fā)明通過蝸牛酶自行酶解蝸牛殼制得甲殼素，再經(jīng)凍融循環(huán)處理破壞甲殼素致密的晶體結(jié)構(gòu)和氫鍵相互作用，使其呈均相溶液，解決了現(xiàn)有的甲殼素基吸水樹脂在非均相的條件下合成影響樹脂的得率和吸水性能的問題；

（3）本發(fā)明又以生物質(zhì)甲殼素為原料又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)吸水樹脂以不可再生石油化石能源為原料，不易生物降解影響環(huán)境的不足；

（4）本發(fā)明制得的吸水樹脂可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

首先稱取1～2kg白玉蝸牛裝入陶瓷罐中，向罐中加入深1～2cm的去離子水，再放入一塊長5cm，寬5cm的生銹鐵片，最后滴入5～8mL茶籽油，靜置饑餓處理5～7天，使蝸牛吐出體內(nèi)污物；然后將上述饑餓吐臟處理后的蝸牛取出，用質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶液沖洗15～20min后直接放入磨漿機(jī)中打磨成漿，再將得到的蝸牛漿液移入酶解罐中，在25～35℃下自然保溫酶解6～8h；待酶解結(jié)束后將酶解產(chǎn)物移入燒杯，加入酶解產(chǎn)物總體積8～10倍質(zhì)量濃度為1mol/L鹽酸溶液，室溫下攪拌溶解20～25h后移入臥式離心機(jī)，以6000～7000r/min轉(zhuǎn)速離心10～15min，分離去除沉淀得到上清液；接下來向上述上清液中逐滴滴入質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉溶液直至沉淀析出，得混合液，再將混合液裝入凍融循環(huán)機(jī)中以-15℃的中心凍結(jié)溫度進(jìn)行3～5次凍融循環(huán)處理，繼續(xù)加入混合液總質(zhì)量 3～5%的碳酰胺，用高速攪拌機(jī)以800～900r/min轉(zhuǎn)速劇烈攪拌10～20min，過濾去除濾渣，得到蝸牛甲殼素溶液；之后量取400～500mL上述蝸牛甲殼素溶液置于燒杯中，加入3～5g過硫酸鉀攪拌混合20～30min，再依次加入5～8gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和40～60mL單體濃度為40%的丙烯酸溶液，用保鮮膜封住杯口，移入70～80℃水浴鍋中，攪拌聚合反應(yīng)2～4h；最后待反應(yīng)結(jié)束后過濾得到凝膠狀產(chǎn)物，依次用無水乙醇和去離子水反復(fù)沖洗3～5遍，放入真空干燥箱，在80～90℃下干燥過夜后放入氣流粉碎機(jī)粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩后裝袋，即得吸水樹脂。

實(shí)例1

首先稱取1kg白玉蝸牛裝入陶瓷罐中，向罐中加入深1cm的去離子水，再放入一塊長5cm，寬5cm的生銹鐵片，最后滴入5mL茶籽油，靜置饑餓處理5天，使蝸牛吐出體內(nèi)污物；然后將上述饑餓吐臟處理后的蝸牛取出，用質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶液沖洗15min后直接放入磨漿機(jī)中打磨成漿，再將得到的蝸牛漿液移入酶解罐中，在25℃下自然保溫酶解6h；待酶解結(jié)束后將酶解產(chǎn)物移入燒杯，加入酶解產(chǎn)物總體積8倍質(zhì)量濃度為1mol/L鹽酸溶液，室溫下攪拌溶解20h后移入臥式離心機(jī)，以6000r/min轉(zhuǎn)速離心10min，分離去除沉淀得到上清液；接下來向上述上清液中逐滴滴入質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉溶液直至沉淀析出，得混合液，再將混合液裝入凍融循環(huán)機(jī)中以-15℃的中心凍結(jié)溫度進(jìn)行3次凍融循環(huán)處理，繼續(xù)加入混合液總質(zhì)量 3%的碳酰胺，用高速攪拌機(jī)以800r/min轉(zhuǎn)速劇烈攪拌10min，過濾去除濾渣，得到蝸牛甲殼素溶液；之后量取400mL上述蝸牛甲殼素溶液置于燒杯中，加入3g過硫酸鉀攪拌混合20min，再依次加入5gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和40mL單體濃度為40%的丙烯酸溶液，用保鮮膜封住杯口，移入70℃水浴鍋中，攪拌聚合反應(yīng)2h；最后待反應(yīng)結(jié)束后過濾得到凝膠狀產(chǎn)物，依次用無水乙醇和去離子水反復(fù)沖洗3遍，放入真空干燥箱，在80℃下干燥過夜后放入氣流粉碎機(jī)粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩后裝袋，即得吸水樹脂。

本實(shí)例操作簡便，按質(zhì)量比1∶5，將本發(fā)明制得的吸水樹脂倒入肥料中，充分混合均勻，以每公頃50kg的施撒量施撒田中，待施撒結(jié)束，及時(shí)覆土，再以每公頃90L水量灌溉田地，每隔15天施撒一次，總共施撒2次，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由于施撒了本發(fā)明吸水樹脂，不僅解決了農(nóng)田土壤板結(jié)狀況，使得肥效大幅度提高，土地變得肥沃，而且將平常由于蒸發(fā)、滲漏、流失的水分保存起來，保水性提高至90％，具有廣泛的市場前景。

實(shí)例2

首先稱取1.5kg白玉蝸牛裝入陶瓷罐中，向罐中加入深1.5cm的去離子水，再放入一塊長5cm，寬5cm的生銹鐵片，最后滴入7mL茶籽油，靜置饑餓處理6天，使蝸牛吐出體內(nèi)污物；然后將上述饑餓吐臟處理后的蝸牛取出，用質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶液沖洗18min后直接放入磨漿機(jī)中打磨成漿，再將得到的蝸牛漿液移入酶解罐中，在30℃下自然保溫酶解7h；待酶解結(jié)束后將酶解產(chǎn)物移入燒杯，加入酶解產(chǎn)物總體積9倍質(zhì)量濃度為1mol/L鹽酸溶液，室溫下攪拌溶解23h后移入臥式離心機(jī)，以6500r/min轉(zhuǎn)速離心13min，分離去除沉淀得到上清液；接下來向上述上清液中逐滴滴入質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉溶液直至沉淀析出，得混合液，再將混合液裝入凍融循環(huán)機(jī)中以-15℃的中心凍結(jié)溫度進(jìn)行4次凍融循環(huán)處理，繼續(xù)加入混合液總質(zhì)量 4%的碳酰胺，用高速攪拌機(jī)以850r/min轉(zhuǎn)速劇烈攪拌15min，過濾去除濾渣，得到蝸牛甲殼素溶液；之后量取450mL上述蝸牛甲殼素溶液置于燒杯中，加入4g過硫酸鉀攪拌混合25min，再依次加入7gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和50mL單體濃度為40%的丙烯酸溶液，用保鮮膜封住杯口，移入75℃水浴鍋中，攪拌聚合反應(yīng)3h；最后待反應(yīng)結(jié)束后過濾得到凝膠狀產(chǎn)物，依次用無水乙醇和去離子水反復(fù)沖洗4遍，放入真空干燥箱，在85℃下干燥過夜后放入氣流粉碎機(jī)粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩后裝袋，即得吸水樹脂。

本實(shí)例操作簡便，按質(zhì)量比1∶8，將本發(fā)明制得的吸水樹脂倒入肥料中，充分混合均勻，以每公頃70kg的施撒量施撒田中，待施撒結(jié)束，及時(shí)覆土，再以每公頃100L水量灌溉田地，每隔18天施撒一次，總共施撒3次，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由于施撒了本發(fā)明吸水樹脂，不僅解決了農(nóng)田土壤板結(jié)狀況，使得肥效大幅度提高，土地變得肥沃，而且將平常由于蒸發(fā)、滲漏、流失的水分保存起來，保水性提高至93％，具有廣泛的市場前景。

實(shí)例3

首先稱取2kg白玉蝸牛裝入陶瓷罐中，向罐中加入深2cm的去離子水，再放入一塊長5cm，寬5cm的生銹鐵片，最后滴入8mL茶籽油，靜置饑餓處理7天，使蝸牛吐出體內(nèi)污物；然后將上述饑餓吐臟處理后的蝸牛取出，用質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶液沖洗20min后直接放入磨漿機(jī)中打磨成漿，再將得到的蝸牛漿液移入酶解罐中，在35℃下自然保溫酶解8h；待酶解結(jié)束后將酶解產(chǎn)物移入燒杯，加入酶解產(chǎn)物總體積10倍質(zhì)量濃度為1mol/L鹽酸溶液，室溫下攪拌溶解25h后移入臥式離心機(jī)，以7000r/min轉(zhuǎn)速離心15min，分離去除沉淀得到上清液；接下來向上述上清液中逐滴滴入質(zhì)量濃度為40%氫氧化鈉溶液直至沉淀析出，得混合液，再將混合液裝入凍融循環(huán)機(jī)中以-15℃的中心凍結(jié)溫度進(jìn)行5次凍融循環(huán)處理，繼續(xù)加入混合液總質(zhì)量5%的碳酰胺，用高速攪拌機(jī)以900r/min轉(zhuǎn)速劇烈攪拌20min，過濾去除濾渣，得到蝸牛甲殼素溶液；之后量取500mL上述蝸牛甲殼素溶液置于燒杯中，加入5g過硫酸鉀攪拌混合30min，再依次加入8gN，N-亞甲基雙丙烯酰胺和60mL單體濃度為40%的丙烯酸溶液，用保鮮膜封住杯口，移入80℃水浴鍋中，攪拌聚合反應(yīng)4h；最后待反應(yīng)結(jié)束后過濾得到凝膠狀產(chǎn)物，依次用無水乙醇和去離子水反復(fù)沖洗5遍，放入真空干燥箱，在90℃下干燥過夜后放入氣流粉碎機(jī)粉碎，過100目標(biāo)準(zhǔn)篩后裝袋，即得吸水樹脂。

本實(shí)例操作簡便，按質(zhì)量比1∶10，將本發(fā)明制得的吸水樹脂倒入肥料中，充分混合均勻，以每公頃80kg的施撒量施撒田中，待施撒結(jié)束，及時(shí)覆土，再以每公頃120L水量灌溉田地，每隔20天施撒一次，總共施撒4次，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由于施撒了本發(fā)明吸水樹脂，不僅解決了農(nóng)田土壤板結(jié)狀況，使得肥效大幅度提高，土地變得肥沃，而且將平常由于蒸發(fā)、滲漏、流失的水分保存起來，保水性提高至95％，具有廣泛的市場前景。