專利名稱：一種以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法。
背景技術(shù)：
高分子吸水劑是近年來發(fā)展起來的新型高分子功能材料。其顯著特點(diǎn)是可吸收較自重多幾百倍甚至幾千倍的純水，被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)生用品、農(nóng)林園藝、沙漠改良、日用化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、增稠劑和緩釋材料等領(lǐng)域。在建筑工程中，混凝土中加入少量超強(qiáng)吸水劑就可以吸收保持大量水分，然后慢慢釋放出來，提供養(yǎng)護(hù)所需水分，減少灑水次數(shù)，不僅節(jié)省人力，同時(shí)也增加混凝土破斷強(qiáng)度、表面平滑度，使表面磨擦不易起灰，提高了工程質(zhì)量。在許多農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸中必須防止結(jié)露，以前主要使用硅膠，但它無呼吸性，且吸水量有限，已有報(bào)道將超強(qiáng)吸水劑用于防止結(jié)露；此外，超強(qiáng)吸水劑還可應(yīng)用于食品保鮮、食品保潔，如用活性碳和超強(qiáng)吸水劑摻入無紡布或紙中制成保鮮袋，能吸收食物放出的有害氣體，調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，從而起到保鮮作用。若在運(yùn)輸冷凍海鮮包裝箱內(nèi)放入超強(qiáng)吸水劑，可將流出的解凍水立即吸收，保持食品清潔。超強(qiáng)吸水劑還可用作廢水處理絮凝劑、保冷劑及防火用膠等。
高吸水材料分成淀粉類、合成聚合物類和纖維素類三大類。淀粉類高吸水材料主要有兩種，一種是淀粉與丙烯腈進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)、再經(jīng)堿液水解而得，另一種是淀粉與親水性單體(如丙烯酸、丙烯酰胺)接技聚合、經(jīng)交聯(lián)后用堿中和而得，此類高吸水材料原料來源豐富、制得的產(chǎn)品吸水倍率高，但吸水速率較慢、吸水后凝膠強(qiáng)度較低、長(zhǎng)期保水性較差。合成聚合物類高吸水材料目前主要有三種類型第一種是目前生產(chǎn)量最大的聚丙烯酸鹽類，其優(yōu)點(diǎn)是制備容易、吸水倍率高，不足是吸水后凝膠強(qiáng)度較小、吸水倍率受pH值和鹽度影響很大；第二種是醋酸乙烯酯共聚物，一般是將醋酸乙烯酯與丙烯酸甲酯進(jìn)行共聚，然后經(jīng)堿液水解后制得高吸水樹脂，這類高吸水材料優(yōu)點(diǎn)是吸水后凝膠強(qiáng)度大、不溶于水，但吸水倍率較低；第三種是改性聚乙烯醇類，由聚乙烯醇與環(huán)狀羧酸酐反應(yīng)而得，這類材料吸水倍率一般較低，但初期吸水速率較快，且其耐鹽性和保水性都較好，故應(yīng)用較廣。纖維素類高吸水材料是用纖維素或其衍生物與丙烯腈、丙烯酸酯等單體接枝聚合、后經(jīng)堿液水解而得；這類材料雖然吸水倍率較低，但吸水速度和吸水后的凝膠強(qiáng)度較大，故常用作吸水紙、個(gè)人衛(wèi)生用品、醫(yī)用材料、一次性尿布等用品的添加劑。上述吸水材料雖優(yōu)缺點(diǎn)各異，但共同存在著價(jià)格較高、合成工藝比較復(fù)雜的問題。
現(xiàn)已有文獻(xiàn)報(bào)道采用甘蔗渣粗纖維紙漿來直接制備高吸水材料[纖維素類高吸水材料的合成與性能研究贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào)2001 No.3]，利用化學(xué)引發(fā)劑引發(fā)聚合的方式，先將甘蔗渣粗纖維制成紙漿，再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制成高吸水材料。由于使用的主要原料是價(jià)格低廉的甘蔗渣，使產(chǎn)品生產(chǎn)成本減少，但由于工序比較復(fù)雜，成本還不能大幅降低。
在大力發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的今天，為農(nóng)林園藝的抗旱、改善土壤等方面提供性能良好的高吸水性材料，是發(fā)展生產(chǎn)力的需要，也是大勢(shì)所趨。而要使高吸水性材料得到廣泛使用，首先必須將產(chǎn)品成本降下來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種吸水和保水性能好、原料來源廣泛、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低的高吸水性材料的制備方法。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題將甘蔗渣置于60Co-γ射線輻射下，與丙烯酸鹽類接枝聚合，形成大分子量的接枝聚合物。
甘蔗渣與丙烯酸鹽的重量比可以是1∶1.5～5，60Co-γ射線劑量可以是0.5～5KGy。
用本發(fā)明的方法制備高吸水性材料，產(chǎn)品具有高的吸水性，且成本很低，與化學(xué)法相比，本方法具有操作簡(jiǎn)便、接枝效率高、無污染物排出、不含對(duì)植物有害的物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)廣泛應(yīng)用于農(nóng)林園藝方面、用作保水劑十分有利，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
甘蔗是中國(guó)華南等地區(qū)的一大資源優(yōu)勢(shì)，甘蔗渣來源豐富，價(jià)格低廉。甘蔗渣的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。將甘蔗渣置于60Co-γ射線輻射下，與丙烯酸鹽類接枝聚合，可以生成大分子量的接枝聚合物。根據(jù)不同的要求，可以通過調(diào)節(jié)輻射劑量或原料的配比，得到不同吸水倍數(shù)的高吸水性高分子接枝聚合物。在無特殊要求的情況下，甘蔗渣與丙烯酸鹽的重量比可以是1∶1.5～5，60Co-γ射線劑量可以是0.5～5KGy。
實(shí)施例1配制15％濃度(重量百分比，以下同)的丙烯酸鈉溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入該容器中，浸泡10分鐘。向該容器充入氮?dú)?分鐘后密封容器。用60Co-γ射線輻照0.5KGy劑量，得到輻射接枝聚合產(chǎn)物。該產(chǎn)物烘干粉碎即成一種高吸水性材料。該材料的吸水倍數(shù)為去離子水500倍，自來水150倍。
實(shí)施例2配制25％濃度的丙烯酸銨溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入該容器中，浸泡10分鐘。向該容器充入純氮?dú)?分鐘后密封該容器。用60Co-γ射線輻照3KGy劑量，得到一種輻射接枝聚合產(chǎn)物。該產(chǎn)物經(jīng)烘干粉碎即為一種高吸水性材料。該材料的吸水倍數(shù)為去離子水550倍，自來水170倍。
實(shí)施例3配制50％濃度的丙烯酸鉀溶液50ml，放入一容器中。把5g干燥粉碎好的甘蔗渣加入該容器中，浸泡10分鐘。向該容器充入純氮?dú)?分鐘后密封該容器。用60Co-γ射線輻照5KGy劑量，得到一種輻射接枝聚合產(chǎn)物。該產(chǎn)物經(jīng)烘干粉碎即為一種高吸水性材料。該材料的吸水倍數(shù)為去離子水250倍，自來水100倍。
權(quán)利要求
1.一種以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法，以甘蔗渣為基本原料，其特征是將甘蔗渣置于60Co-γ射線輻射下，與丙烯酸鹽類接枝聚合，形成大分子量的接枝聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法，其特征是甘蔗渣與丙烯酸鹽的重量比是1∶1.5～5。
3.如權(quán)利要求1所述的以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法，其特征是60Co-γ射線劑量是0.5～5KGy。
全文摘要
一種以甘蔗渣為基本原料的高吸水性材料的制備方法，將甘蔗渣置于
文檔編號(hào)C08F289/00GK1687169SQ20051001856
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者呂鳴群, 王殿君, 唐貽蘭, 陳曉宇 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)