本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物樹脂的合成方法。
背景技術(shù)：
高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer簡(jiǎn)稱SAP)是一種新型吸水材料，與傳統(tǒng)的吸水材料不同，傳統(tǒng)的吸水材料(例如棉花、海綿等)主要是基于疏松多孔的物理結(jié)構(gòu)，使其擁有高吸水的性質(zhì)。而SAP樹脂主要是由于具有低交聯(lián)的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和自身含有大量的強(qiáng)親水性基團(tuán)，使其能夠吸收比本身質(zhì)量大千百倍的水分，吸水后使緊密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，溶脹形成凝膠狀，它不溶于水和有機(jī)溶劑，水分不易流失，致使其具有較強(qiáng)的保水性。
SAP樹脂的高吸水和強(qiáng)保水性能決定了它的廣泛用途。吸水性主要體現(xiàn)在衛(wèi)生及醫(yī)療用品上，生活中使用比較普遍的尿不濕、尿布、醫(yī)用藥棉、醫(yī)用床墊、緩釋性藥物等；SAP樹脂吸水后形成的一種柔軟的凝膠狀物質(zhì)，對(duì)人體無(wú)傷害，并且起到抗凝血作用，這些都是SAP樹脂應(yīng)用比較成熟的領(lǐng)域，也是目前最大的應(yīng)用市場(chǎng)，在建筑行業(yè)可以作為隔水、止水材料及隔水層的制作。SAP樹脂的保水性主要為農(nóng)林園藝的保水、土壤的改良劑、農(nóng)作物的保鮮、農(nóng)藥化肥的緩釋劑，尤其在防風(fēng)固土、沙漠化治理、植樹造林方面有著廣泛應(yīng)用。還可用于油田開采，油田開采中加入SAP樹脂將油中的水分吸收，并且沉降到油下，有利于石油的開采。另外在經(jīng)紗上漿中也有實(shí)際應(yīng)用，對(duì)紡織工業(yè)經(jīng)紗上漿領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，可提高淀粉使用價(jià)值，用于疏水性纖維上漿，部分代替或全部代替合成漿料。對(duì)于淀粉系SAP樹脂，具有很好的吸附能力，可以用作處理重金屬物質(zhì)，也可以用來(lái)處理廢水等。楊瑞成等人以水溶液聚合法制備淀粉接枝丙烯酸高吸水性樹脂在溫度為20-40℃條件下，st-g-PAA對(duì)硫酸銅的吸附行為過(guò)程具有一級(jí)反應(yīng)特征，其結(jié)果表明，利用st-g-PAA吸附硫酸銅，具有反應(yīng)溫度低，吸附速率快等特點(diǎn)。
目前合成淀粉系SAP樹脂的合成方法主要有水溶液法和反相乳液聚合法。
反相乳液法是油包水型乳液進(jìn)行的聚合，采用非極性溶劑作為連續(xù)相，用聚合單體溶于水后形成的溶液為分散相，之后通過(guò)借助乳化劑分散于油相中。這種方法有反應(yīng)速度快，容易散熱，適合制備高分子量的聚合物等的優(yōu)點(diǎn)。但是相對(duì)水溶液法來(lái)說(shuō)反應(yīng)條件要求比較高，影響反應(yīng)因素較多，產(chǎn)品的后處理更是復(fù)雜，難以將油相雜質(zhì)處理完全，再者，其溶劑為油相，成本較高。相比水溶液法，其不具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。
水溶液聚合是將反應(yīng)物與單體溶于一定量的溶劑中(一般情況下溶劑為水)在引發(fā)劑、交聯(lián)劑、加熱情況下所產(chǎn)生的反應(yīng)。這種方法反應(yīng)速度較快、易于散熱，影響產(chǎn)物的因素較少，單體溶液不能被分散在反應(yīng)器中，使形成的產(chǎn)物是塊狀，并且需要被粉碎和處理。水溶液聚合的方法，有許多的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，不需要回收溶劑，對(duì)設(shè)備的要求也比較低，生產(chǎn)效率也較高。但是缺點(diǎn)是溫度難于控制，容易爆聚，易使攪拌困難、堵塞出料口。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物樹脂的合成方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物樹脂的合成方法，包括如下步驟：
S1、稱取6g淀粉置于燒杯內(nèi)，與一定量去離子水配成12％的淀粉乳溶液后，加入裝有溫度計(jì)和冷凝管的四口燒瓶中，攪拌成懸浮液，于85℃的恒溫水浴中糊化至透明；
S2、待所得的乳化液冷卻至50℃后，加入一定量的引發(fā)劑，保持50℃的溫度攪拌35min；
S3、將適量丙烯酸置于燒杯內(nèi)，向其中加入一定量的氫氧化鉀溶液使其中和度為60％，待溶液的溫度接近室溫時(shí)，按AM/AA(單體配比)＝0.3將一定量的丙烯酰胺溶液、適量交聯(lián)劑加入滴液漏斗中慢慢滴入，60℃下攪拌反應(yīng)3h；
S4、待物質(zhì)充分反應(yīng)后，將產(chǎn)物置于500mL燒杯中用無(wú)水乙醇沉淀，用丙酮洗滌以除去產(chǎn)品中的單體雜質(zhì)，真空泵抽濾，得固體聚合物；
S5、將所得的固體聚合物在75℃的干燥箱中干燥，剪碎，繼續(xù)干燥，磨成粉末，得成品。
優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀。
優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
優(yōu)選地，所述引發(fā)劑的用量占淀粉用量的5％。。
優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑的用量占淀粉用量的0.6％。
本發(fā)明具有以下有益效果：
利用水溶液法合成目標(biāo)產(chǎn)物，通過(guò)最佳制備條件的設(shè)置，保證了所得樹脂可高效的應(yīng)用在實(shí)際使用中，達(dá)到更高的轉(zhuǎn)化效率的最優(yōu)的產(chǎn)品性能，經(jīng)檢測(cè)所制得的樹脂吸水性最高，其吸收去離子水倍率可達(dá)到930g/g，吸收生理鹽水倍率75g/g，且聚合過(guò)程不使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，簡(jiǎn)化了合成工藝，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺的三元共聚物樹脂的合成方法，包括如下步驟：
S1、稱取6g淀粉置于燒杯內(nèi)，與一定量去離子水配成12％的淀粉乳溶液后，加入裝有溫度計(jì)和冷凝管的四口燒瓶中，攪拌成懸浮液，于85℃的恒溫水浴中糊化至透明；
S2、待所得的乳化液冷卻至50℃后，加入一定量的引發(fā)劑，保持50℃的溫度攪拌35min；
S3、將適量丙烯酸置于燒杯內(nèi)，向其中加入一定量的氫氧化鉀溶液使其中和度為60％，待溶液的溫度接近室溫時(shí)，按AM/AA(單體配比)＝0.3將一定量的丙烯酰胺溶液、適量交聯(lián)劑加入滴液漏斗中慢慢滴入，60℃下攪拌反應(yīng)3h；
S4、待物質(zhì)充分反應(yīng)后，將產(chǎn)物置于500mL燒杯中用無(wú)水乙醇沉淀，用丙酮洗滌以除去產(chǎn)品中的單體雜質(zhì)，真空泵抽濾，得固體聚合物；
S5、將所得的固體聚合物在75℃的干燥箱中干燥，剪碎，繼續(xù)干燥，磨成粉末，得成品。
所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀。
所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
所述引發(fā)劑的用量占淀粉用量的5％。。
所述交聯(lián)劑的用量占淀粉用量的0.6％。
采用過(guò)濾法測(cè)定樹脂的吸水率，稱量m1g產(chǎn)品，放入一大燒杯中，加大量去離子水(生理鹽水)，將其置于30℃恒溫水浴鍋中，使其充分吸水達(dá)飽和狀態(tài)(溶脹平衡)，用100目的濾網(wǎng)過(guò)濾，然后稱其質(zhì)量m2g。根據(jù)公式(1)計(jì)算吸水率A。
式中，A--吸水率(g/g)
m1--吸水前樣品的質(zhì)量(g)
m2-吸水后產(chǎn)品的質(zhì)量(g)
經(jīng)計(jì)算，本具體實(shí)施所得的吸水樹脂的吸收去離子水倍率可達(dá)到930g/g，吸收生理鹽水倍率75g/g。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。