一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，包括：利用氫氧化鈉配制丙烯酸鈉水溶液；將馬鈴薯全粉和水加熱糊化，冷卻；加入溶有交聯(lián)劑的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧后，加入引發(fā)劑，升溫反應(yīng)，冷卻；用氫氧化鈉中和，待溶液pH值調(diào)至7后，離心分離，洗滌，干燥；待干燥至含水量不超過5％時(shí)，分割，烘干，粉碎，過150目篩，包裝。本發(fā)明制備的高分子吸水樹脂具有極佳的吸水性和保水性，吸水倍數(shù)≥450，保水量≥40，作為土壤的改良劑和保水劑，既改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，又提高肥效、藥效，增強(qiáng)抗旱能力；本發(fā)明開拓了馬鈴薯的利用價(jià)值，且該方法簡單易控制，造價(jià)低，可應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】
一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高吸水性樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高吸水性樹脂是自20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的含有強(qiáng)親水基團(tuán)的新型高分子材料。它作為一種新型的功能高分子材料，自誕生以來一直受到廣泛的關(guān)注，其強(qiáng)親水性基團(tuán)和交聯(lián)度，通過水合作用能吸收其自身質(zhì)量數(shù)百倍甚至上千倍的水而溶脹呈凝膠狀，在一定的壓力下水不會(huì)析出，凝膠物干燥后可以恢復(fù)其吸水性能，高吸水性樹脂的吸水原理如圖1所示。
[0003]目前已研究出三類高吸水樹脂，即淀粉系、纖維素系和合成樹脂系。淀粉系高吸水樹脂雖然吸水倍率較高，但制備工藝復(fù)雜，原料價(jià)格較高，產(chǎn)品耐熱性能差，易腐爛變質(zhì)，難以長期保存。合成樹脂系高吸水樹脂聚合工藝簡單，單體轉(zhuǎn)化倍率高，但是生物降解性差，在農(nóng)田中長期使用易造成土壤污染。纖維素系高吸水樹脂制備工藝簡單，原料來源豐富，可不斷再生，價(jià)格低廉，本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，無毒且能被微生物分解，可減少對環(huán)境的污染，其優(yōu)良的耐鹽性是淀粉系和合成樹脂系所不及的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，為馬鈴薯的深加工與應(yīng)用開辟了一條途徑。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，步驟如下:
[0007](I)將120_240g的丙烯酸溶解于50_150ml水中，得到丙烯酸水溶液；
[0008](2)將50_100g氣氧化鈉溶解于150_250ml水中，得到氣氧化鈉水溶液；
[0009](3)將氫氧化鈉水溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為70-90%的丙烯酸鈉水溶液備用；
[0010](4)將4-12g馬鈴薯全粉及50-100ml水加到三口燒瓶或燒杯中，在75_85°C溫度下糊化0.5-lh，降溫至40-50°C ；
[0011](5)加入溶有0.02-0.05g交聯(lián)劑的中和度為70_90%的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧30min后，加入0.1-0.3g引發(fā)劑，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫；
[0012](6)采用氫氧化鈉來中和步驟(5)的溶液,待溶液的pH值調(diào)至7后,利用離心機(jī)在3000r/min速度下離心5min,再用蒸懼水洗滌5min,干燥；
[0013](7)待干燥至含水量不超過5%時(shí)，分割成小塊，再在70_120°C溫度下烘干，粉碎，過150目篩,包裝。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(I)和(2)中的水為去離子水，所述步驟(4)中的水為蒸餾水。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(3)中，丙烯酸鈉水溶液的中和度為85%。
[0016]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(4)中，糊化溫度為80°C，糊化時(shí)間為0.75h。
[0017]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(5)中，交聯(lián)劑的用量為0.03g，引發(fā)劑的用量為0.2g0
[0018]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(5)中，交聯(lián)劑為N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀。
[0019]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟出)中，離心機(jī)為工業(yè)用離心機(jī)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的高分子吸水樹脂具有極佳的吸水性和保水性，吸水倍數(shù)> 450，保水量> 40 ;作為土壤的改良劑和保水劑，它既可以改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤的透氣性和透水性，縮小土壤的晝夜溫差，同時(shí)又能吸收肥料、農(nóng)藥，防止肥料、農(nóng)藥以及水土流失，并使肥料、農(nóng)藥、水緩慢放出，提高肥效、藥效，大大增強(qiáng)了土壤作物的抗旱能力，尤其它的保水性能可持續(xù)多年；本發(fā)明開拓了馬鈴薯的利用價(jià)值，為馬鈴薯的深加工與應(yīng)用開辟了一條途徑，在尾礦庫方面將重金屬全部提取后加入高分子吸水樹脂，可實(shí)現(xiàn)復(fù)墾耕地、綠化、植樹造林、沙土化改造，達(dá)到重金屬污染治理目的，同時(shí)也可用于粉煤灰堆積場的污染治理，治理后并可實(shí)現(xiàn)復(fù)耕，為企業(yè)創(chuàng)收豐厚利潤；該方法簡單易控制，具有造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0021]圖1是高分子吸水樹脂的吸水原理圖；
[0022]圖2是利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中，一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，步驟如下:
[0026](I)將120g的丙烯酸溶解于50ml去離子水中，得到丙烯酸水溶液；
[0027](2)將50g氫氧化鈉溶解于150ml去離子中，得到氫氧化鈉水溶液；
[0028](3)將氫氧化鈉水溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為75%的丙烯酸鈉水溶液備用；
[0029](4)將4g馬鈴薯全粉及50ml蒸餾水加到三口燒瓶中，在80°C溫度下糊化lh，降溫至 40。。；
[0030](5)加入溶有0.024g交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺的中和度為75%的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧30min后，加入0.192g引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫；
[0031](6)采用氫氧化鈉來中和步驟(5)的溶液,待溶液的pH值調(diào)至7后,利用工業(yè)用離心機(jī)在3000r/min速度下離心5min,再用蒸懼水洗滌5min,干燥；
[0032](7)待干燥至含水量不超過5 %時(shí)，分割成小塊，再在70°C溫度下烘干，粉碎，過150目篩,包裝。
[0033]實(shí)施例2
[0034]本發(fā)明實(shí)施例中，一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，步驟如下:
[0035](I)將120g的丙烯酸溶解于10ml去離子水中，得到丙烯酸水溶液；
[0036](2)將50g氫氧化鈉溶解于150ml去離子水中，得到氫氧化鈉水溶液；
[0037](3)將氫氧化鈉水溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為75%的丙烯酸鈉水溶液備用；
[0038](4)將1g馬鈴薯全粉及10ml蒸餾水加到三口燒瓶中，在80°C溫度下糊化lh，降溫至50°C ；
[0039](5)加入溶有0.05g交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺的中和度為75%的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧30min后，加入0.2g引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫；
[0040](6)采用氫氧化鈉來中和步驟(5)的溶液,待溶液的pH值調(diào)至7后,利用工業(yè)用離心機(jī)在3000r/min速度下離心5min,再用蒸懼水洗滌5min,干燥；
[0041](7)待干燥至含水量不超過5%時(shí)，分割成小塊，再在70°C溫度下烘干，粉碎，過150目篩,包裝。
[0042]實(shí)施例3
[0043]本發(fā)明實(shí)施例中，一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，步驟如下:
[0044](I)將240g的丙烯酸溶解于150ml去離子水中，得到丙烯酸水溶液；
[0045](2)將10g氫氧化鈉溶解于250ml去離子水中，得到氫氧化鈉水溶液；
[0046](3)將氫氧化鈉水溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為75%的丙烯酸鈉水溶液備用；
[0047](4)將12g馬鈴薯全粉及150ml蒸餾水加到燒杯中，在80°C溫度下糊化lh，降溫至40 0C ；
[0048](5)加入溶有0.024g交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺的中和度為75%的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧30min后，加入0.192g引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫；
[0049](6)采用氫氧化鈉來中和步驟(5)的溶液,待溶液的pH值調(diào)至7后,利用工業(yè)用離心機(jī)在3000r/min速度下離心5min,再用蒸懼水洗滌5min,干燥；
[0050](7)待干燥至含水量不超過5%時(shí)，分割成小塊，再在120°C溫度下烘干，粉碎，過150目篩,包裝。
[0051]本發(fā)明制備的高分子吸水樹脂具有極佳的吸水性和保水性，吸水倍數(shù)> 450，保水量> 40 ;作為土壤的改良劑和保水劑，它既可以改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤的透氣性和透水性，縮小土壤的晝夜溫差，同時(shí)又能吸收肥料、農(nóng)藥，防止肥料、農(nóng)藥以及水土流失，并使肥料、農(nóng)藥、水緩慢放出，提高肥效、藥效，大大增強(qiáng)了土壤作物的抗旱能力，尤其它的保水性能可持續(xù)多年；本發(fā)明開拓了馬鈴薯的利用價(jià)值，為馬鈴薯的深加工與應(yīng)用開辟了一條途徑，在尾礦庫方面將重金屬全部提取后加入高分子吸水樹脂，可實(shí)現(xiàn)復(fù)墾耕地、綠化、植樹造林、沙土化改造，達(dá)到重金屬污染治理目的，同時(shí)也可用于粉煤灰堆積場的污染治理，治理后并可實(shí)現(xiàn)復(fù)耕，為企業(yè)創(chuàng)收豐厚利潤；該方法簡單易控制，具有造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)。
[0052]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0053]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，步驟如下: (1)將120-240g的丙烯酸溶解于50-150ml水中，得到丙烯酸水溶液； (2)將50-100g氫氧化鈉溶解于150-250ml水中，得到氫氧化鈉水溶液； (3)將氫氧化鈉水溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為70-90%的丙烯酸鈉水溶液備用； (4)將4-12g馬鈴薯全粉及50-100ml水加到三口燒瓶或燒杯中，在75_85°C溫度下糊化 0.5-lh，降溫至 40-500C ； (5)加入溶有0.02-0.05g交聯(lián)劑的中和度為70-90%的丙烯酸鈉溶液，攪拌并通氮排氧30min后，加入0.1-0.3g引發(fā)劑，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫； (6)采用氫氧化鈉來中和步驟(5)的溶液，待溶液的pH值調(diào)至7后，利用離心機(jī)在3000r/min速度下離心5min,再用蒸懼水洗滌5min,干燥； (7)待干燥至含水量不超過5%時(shí)，分割成小塊，再在70-120°C溫度下烘干，粉碎，過150目篩,包裝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟(I)和(2)中的水為去離子水，所述步驟(4)中的水為蒸餾水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，丙烯酸鈉水溶液的中和度為85%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，糊化溫度為80°C，糊化時(shí)間為0.75h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，交聯(lián)劑的用量為0.038，引發(fā)劑的用量為0.28。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，交聯(lián)劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用馬鈴薯全粉制備高分子吸水樹脂的方法，其特征在于，所述步驟￠)中，離心機(jī)為工業(yè)用離心機(jī)。
【文檔編號】C08F220/06GK105884972SQ201410619413
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年11月6日
【發(fā)明人】曹安生
【申請人】鄒城市安德機(jī)械制修有限公司