一種魔芋膠吸水膨脹橡膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種魔芋膠吸水膨脹橡膠的制備方法，屬于橡膠制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]吸水膨脹橡膠是上個世紀70年代末期開發(fā)出的新型功能高分子材料，是在傳統(tǒng)的彈性基體中引入親水集團或親水組分而制成的，該產(chǎn)品吸水后可膨脹至自身質(zhì)量或體積的數(shù)倍乃至數(shù)百倍，能適應結(jié)構(gòu)變形，并產(chǎn)生較大膨脹壓力，在保持基體的彈性和強度的同時，還具有保水止水的能力。因其具有無味、無毒、機械強度高、吸水性好、能適應結(jié)構(gòu)變形等一系列優(yōu)點，在防水密封領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，廣泛應用于國內(nèi)水利、交通、采油、建筑、防洪等眾多領(lǐng)域。但目前吸水膨脹橡膠也存在一些問題，其中膨脹吸水樹脂/橡膠共混型吸水膨脹橡膠長期浸水后，吸水樹脂容易析出，導致吸水膨脹功能的喪失，而且對環(huán)境中的離子濃度十分敏感，吸水膨脹功能急劇下降，從而限制了其在相關(guān)領(lǐng)域的應用和發(fā)展。
[0003]魔芋膠是從各種魔芋植物的塊莖里提取出的水凝膠狀多糖，屬于高分子量、非離子型，主要由甘露糖和葡萄糖組成。魔芋膠的用途非常廣泛，可用作造紙、印刷膠液、橡膠、陶瓷、攝影膠片的粘著添加劑；在石油工業(yè)上可用作鉆井泥漿處理劑和壓力液注入劑，有效提高工程質(zhì)量和施工進度；在生物工程上可制成膠質(zhì)，用于電泳分離；在紡織工業(yè)中用作毛、麻、棉紗的漿料，絲綢雙面透印的印染糊料和后處理的柔軟劑；煙草加工中用作保香劑；化妝品工業(yè)上用作護膚霜、洗發(fā)水的添加劑；在廢水處理中可作殺菌劑的包埋材料，使殺菌劑緩慢釋放；在建筑中可作防塵劑，將其與堿和表面活性劑混合后噴灑在將要拆修的建筑物和道路表面，可防止施工中產(chǎn)生灰塵；在化工中通過酯化、成型、皂化、交聯(lián)后，可作為色譜填料，用于離子交換色譜；經(jīng)過化學修飾活化，可用于固定化酶或細胞的載體。因此研究出一種魔芋膠吸水膨脹橡膠，在相關(guān)領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對吸水樹脂/橡膠共混型吸水膨脹橡膠長期浸水后，吸水樹脂容易析出，使其對環(huán)境中的離子濃度十分敏感，導致吸水膨脹功能急劇下降甚至喪失的弊端，提供了一種魔芋膠吸水膨脹橡膠的制備方法，該方法利用魔芋膠的強吸水性能，改性吸水膨脹橡膠吸水性能，吸水后體積可膨脹8?10倍，浸水后魔芋膠不易析出，吸水性能好。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)分別按淀粉和水質(zhì)量比為1:6進行稱量，并置于300?500r/min下旋轉(zhuǎn)攪拌10?15min后形成淀粉漿液，隨后將魔芋膠和淀粉漿液按質(zhì)量比1:3的比例，在500?600r/min下攪拌混合形成淀粉魔芋膠混合溶液，并置于50?60°C下平衡I?2min，隨后以12°C /min的加熱速率升高溫度至95°C，攪拌速率升高至600?800r/min，待溫度達到95°C后，再以12°C /min的速率降溫至50?60°C，保溫30?45min制得魔芋膠淀粉漿液；
(2)待上述魔芋膠淀粉漿液保溫完成后，使其靜置冷卻至20?30°C，再按氯丁二烯橡膠和魔芋膠淀粉漿液質(zhì)量比為4:1進行攪拌混合，在攪拌速度為3600?4500r/min下，高速攪拌30?45min，制備得氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液；
(3)按氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液和質(zhì)量分數(shù)為1.5%的氯化鈣溶液質(zhì)量比為3:1，在3000r/min下高速攪拌混合，待混合溶液產(chǎn)生絮凝10?15min后，將絮凝物取出并用去離子水反復沖洗3?5次，去除絮凝物表面氯化鈣溶液，制得氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物，隨后將氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物置于90?95°C烘箱中烘干20?30min，待其烘干完成后，將其取出并在雙輥開煉機上壓制形成厚度為2?3_的氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片，并置于80?90°C恒溫烘箱中干燥4?8h，去除所含所有水分；
(4)待氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片干燥完成后，將其迅速取出并置于雙輥開煉機上進行開煉壓制，隨后按重量份數(shù)比計，分別選取65?80份的丙烯酸鈉、10?15份的硬脂酸、I?3份的過氧化二異丙苯、2?6份的二硫化二苯駢噻唑、I?3份的2，2’ - 二硫代二苯并噻唑、4?6份的納米氧化鋅和I?2份的納米氧化鎂，將上述材料按順序在開煉過程中依次加入，并反復打包5?8次，形成混煉膠；
(5)將制備的混煉膠取出，并置于烘箱中在20?30°C下，放置10?15h，隨后通過平板硫化機進行硫化，硫化條件為151°C Xts9。，待其硫化完成取出混煉膠，即制得一種魔芋膠吸水膨脹橡膠。
[0006]本發(fā)明的應用方法:在先澆混凝土中預留吸水膨脹橡膠安放槽，拆除先澆混凝土模板后，清除表面，使縫面無水、干凈、無雜物，將制得的魔芋膠吸水膨脹橡膠嵌入預留槽內(nèi)，在上層澆注混凝土，即可。該吸水膨脹橡膠吸水后體積可膨脹8?10倍，浸水后無溶解物析出，親水膨脹性能好。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(I)本發(fā)明制備出的吸水膨脹橡膠吸水后體積可膨脹8?10倍，浸水后無溶解物析出，親水膨脹性能好，可經(jīng)長期反復膨脹；
(2 )該方法制備簡單，成本低，所得產(chǎn)品無毒無污染。
【具體實施方式】
[0008]首先分別按淀粉和水質(zhì)量比為1:6進行稱量，并置于300?500r/min下旋轉(zhuǎn)攪拌10?15min后形成淀粉漿液，隨后將魔芋膠和淀粉漿液按質(zhì)量比1:3的比例，在500?600r/min下攪拌混合形成淀粉魔芋膠混合溶液，并置于50?60°C下平衡I?2min，隨后以12°C /min的加熱速率升高溫度至95°C，攪拌速率升高至600?800r/min，待溫度達到95°C后，再以12°C /min的速率降溫至50?60°C，保溫30?45min制得魔芋膠淀粉漿液；待上述魔芋膠淀粉漿液保溫完成后，使其靜置冷卻至20?30°C，再按氯丁二烯橡膠和魔芋膠淀粉漿液質(zhì)量比為4:1進行攪拌混合，在攪拌速度為3600?4500r/min下，高速攪拌30?45min，制備得氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液；然后按氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液和質(zhì)量分數(shù)為1.5%的氯化鈣溶液質(zhì)量比為3:1，在3000r/min下高速攪拌混合，待混合溶液產(chǎn)生絮凝10?15min后，將絮凝物取出并用去離子水反復沖洗3?5次，去除絮凝物表面氯化鈣溶液，制得氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物，隨后將氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物置于90?95 °C烘箱中烘干20?30min，待其烘干完成后，將其取出并在雙輥開煉機上壓制形成厚度為2?3mm的氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片，并置于80?90°C恒溫烘箱中干燥4?8h，去除所含所有水分；待氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片干燥完成后，將其迅速取出并置于雙輥開煉機上進行開煉壓制，隨后按重量份數(shù)比計，分別選取65?80份的丙烯酸鈉、10?15份的硬脂酸、I?3份的過氧化二異丙苯、2?6份的二硫化二苯駢噻唑、I?3份的2，2’ - 二硫代二苯并噻唑、4?6份的納米氧化鋅和I?2份的納米氧化鎂，將上述材料按順序在開煉過程中依次加入，并反復打包5?8次，形成混煉膠；最后將制備的混煉膠取出，并置于烘箱中在20?30°C下，放置10?15h，隨后通過平板硫化機進行硫化，硫化條件為151°C Xts9。，待其硫化完成取出混煉膠，即制得一種魔芋膠吸水膨脹橡膠。
[0009]實例I
首先分別按淀粉和水質(zhì)量比為1:6進行稱量，并置于300r/min下旋轉(zhuǎn)攪拌1min后形成淀粉漿液，隨后將魔芋膠和淀粉漿液按質(zhì)量比1:3的比例，在500r/min下攪拌混合形成淀粉魔芋膠混合溶液，并置于50°C下平衡lmin，隨后以12°C /min的加熱速率升高溫度至95°C，攪拌速率升高至600r/min，待溫度達到95°C后，再以12°C /min的速率降溫至50°C，保溫30min制得魔芋膠淀粉漿液；待上述魔芋膠淀粉漿液保溫完成后，使其靜置冷卻至20°C，再按氯丁二烯橡膠和魔芋膠淀粉漿液質(zhì)量比為4:1進行攪拌混合，在攪拌速度為3600r/min下，高速攪拌30min，制備得氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液；然后按氯丁二烯/魔芋膠淀粉漿液混合液和質(zhì)量分數(shù)為1.5%的氯化鈣溶液質(zhì)量比為3:1，在3000r/min下高速攪拌混合，待混合溶液產(chǎn)生絮凝1min后，將絮凝物取出并用去離子水反復沖洗3次，去除絮凝物表面氯化鈣溶液，制得氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物，隨后將氯丁二烯/魔芋膠淀粉絮凝物置于90°C烘箱中烘干20min，待其烘干完成后，將其取出并在雙輥開煉機上壓制形成厚度為2_的氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片，并置于80°C恒溫烘箱中干燥4h，去除所含所有水分；待氯丁橡膠/魔芋膠淀粉母膠薄片干燥完成后，將其迅速取出并置于雙輥開煉機上進行開煉壓制，隨后按重量份數(shù)比計，分別選取70份的丙烯酸鈉、15份的硬脂