甘薯淀粉基高吸水树脂制备的新方法.pdfVIP

甘薯淀粉基高吸水树脂制各的新方法 伍亚华，姜绍通。潘丽军，赵妍嫣 (合肥工业大学生物与食品工程学院) [摘要]以简化生产工艺为目的，采用甘薯淀粉和丙烯酸为主要原料．常温下淀粉经氢氧化钠期化，Ll甘油 为交联剂，K2S208为引发剂，通过水溶液麸聚法来制各高吸水树脂。研究了影响吸水率的主要因素： 淀粉糊化时氢氧化钠的用量、期化时间、糊化时水的用量、引发剂的量以及丙烯酸中和度等；对树脂 度下12h的保水率分别为60％和18％。 [关键词] 时薯淀粉；tr油：丙烯酸；接技共聚：保水能力 0 引 言 高吸水树脂叉称水凝胶、超吸水剂…，是一种水溶性的高分子交联物质，属功能高分子材 料”‘。自^十年代初问世以来，由于其良好的吸液、保水性能，在工业、农业、日常生活以及 医疗卫生等方面得到广泛应用。。”，因而备受各国科学家的关注。淀粉接枝丙烯酸类高吸水树 脂是高吸水树脂的一个重要种类，有关其制备方法的文献很多。纵观国内外文献报道．制各淀 粉基高吸水树脂一般多采用玉米或马铃薯淀粉，淀粉一般高温糊化，生产工艺或为反相悬浮”。I， 或为弋。一y射线等射线引发”～，尽管可以获得非常高的吸水率，但工艺复杂，耗能大，属处 理繁琐，生产成本高”…，极大地限制了高吸水树脂在农业方面大面积推广使用。如何开发一种 既有合理的吸水率，生产成本又比较低的淀粉基高吸水树脂，使广大农民能够买得起，用得好， 已经成为当务之急。 本文以降低树脂的生产成本为目的，采用在安徽省种植广泛、具有资源优势的甘薯淀粉为 原料，用氢氧化钠对甘薯淀粉进行糊化，生产工艺采用简单新颖的水溶液聚合法，选择甘油为 交联剂，与部分中和的丙烯酸进行接枝共聚，来制各甘薯淀粉基高吸水树腊。 1材料与方法 1．1材料与试剂 甘薯淀粉(工业品)、丙烯酸(从，化学纯)、氢氧化钠(NaOH，化学纯)、过硫酸钾(K：S。0。， 化学纯)、甘油(化学纯)、N，N一’亚甲基双丙烯酰胺(Bis，化学纯) 1．2试验仪器 磁力搅拌器、烘箱 1．3实验方法 1．3．1甘薯淀粉基商吸水树脂的割备 取4．Og甘薯淀粉和适量去离子水。常温下放入250ml烧杯中，磁力搅拌器搅拌均匀，经氢 氧化钠糊化淀粉乳液后，依次加入一定量部分中和的丙烯酸钠单体、引发剂过硫酸钾以及交联 剂甘油等。搅拌均匀，送入烘箱，70C干燥、粉碎．即得高吸水树脂。 1．3．2高吸水树脂性能测定 1．3．2．1吸液率测定…’ 使其充分吸收，用100目滤网过滤(事先称好滤网湿重Ⅳ．)，称重，记为虢。按下式计算吸液 率： O=(w2一W．一‰)／％ ．58． 1 3．2．2保水率的测定”1 称敬一定量饱和吸水的高吸水树胎，放入烘箱内，在一定温J变F放置·定时间，然后测定 其重量。随时间的变化．以不同时刻凝胶的重量与凝胶最初重量之比作为保水率指标。 2结果与讨论 2．1糊化甘薯淀粉时氢氧化钠用量对树脂吸液率的影响 在淀粉乳中加入适量的氢氧化钠可在常温下使淀粉快速糊化，糊化后的淀粉分子链变得较 为舒展，有利于丙烯酸单体参与接枝共聚反应，从而形成较火的三维吸水空间，增强树脂吸液 能力；而且使用氢氧化钠糊化淀粉，可极大地降低能耗，节约成本。但在糊化过程中婴注意控 制氧氧化钠用量，如果用量过大，淀粉糊化液粘度大大降低，不利于接枝共聚反应的进行：j_|_| 最过小，淀粉糊化不完全，则淀粉分子链不能充分舒展，同样不利于反应的进行。 圈1为甘薯淀粉糊化时所用氢氧化钠量对树脂吸液率影响。由图可知，糊化时，氢氧化钠 用量以1．59为宣，过高过低都会使树脂的吸液率降低。 2．2甘薯淀粉淀粉糊化时间对树脂吸液率的影响 淀粉糊化时间对树脂吸液率影响如图2所示。 由图2可以看出。淀粉糊化时间的长短对树脂吸液率影响较大。这是因为淀粉糊化的时间 过短，糊化就根难完全，不利于聚合反应进行；而糊化时间过长，由于搅拌器故时间的搅拌， 使体系处于长时间的剪切力环境中，体系的粘度会越来越小，同样不利于聚合反应的进行，故 吸液率也低。由图可知，淀粉糊化时间以30min为宜。 100 1000 100