[发明专利]马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种高吸水复合材料；尤其涉及一种马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料及其制备方法。

背景技术

高吸水复合材料是一种轻度交联的具有三维网状结构的亲水性聚合物，且在加压条件下能吸收相当于自重的几百至几千倍的水分。相比传统吸水材料如棉花，海面，纸浆，高吸水复合材料由于其优异的性能已在婴儿纸尿布，个人护理品，药物释放，农业，园艺，湿度传感器，人体水分消除系统，人造肌肉及组织工程支架等多个领域得到应用。

在全球气候日趋变暖，尤其是我国西北干旱缺水而造成的区域植被破坏、沙漠化日益严重的今天，发展节水农业，提高水分利用效率，是保障西北旱区农业持续发展的有效措施之一；同时我国学者对西北地区主要造林树种根系抗旱机理、集流抗旱造林技术优化模式、森林植被培育和集雨造林原理与保水剂在造林绿化中的应用做了大量理论研究。近年来利用淀粉、纤维素、植物秸秆、高岭土、蒙脱土和凹凸棒等无机矿物制备无机-有机复合高吸水材料得到了大力发展，并表现出了良好的综合性能。

我国是农业大国，农作物秸秆及其废渣作为一种生物质能源, 长期以来并没有得到很好的利用，除少量用作饲料和肥料外，大部分被直接焚烧或废弃，这是对能源的极大浪费。因此，生物质能源的应用与吸水性树脂研究的有机结合，将成为一项非常有意义的课题。马铃薯废渣的主要成分包括淀粉、纤维素、蛋白质、果胶等，因此，以其为基础原料，与无机矿物引发聚合制备成复合材料，使马铃薯废渣变废为宝，无论在经济效益，环境效益及社会效益方面都有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料；

本发明另一目的是提供一种马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料的制备方法。

（一）马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料及其制备

本发明马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料，是以马铃薯残渣、坡缕石黏土、丙烯酸为原料，在水溶液中通过自由基引发聚合而得。其具体制备工艺如下：

将马铃薯鲜薯渣使用胶体磨粉碎后，加入到水中，使薯渣的质量百分数在15%~25 %之间；于65~80℃减压（为了降低糊化温度，减压到0.06 MPa ~0.08MPa），糊化20~35min；降温至55~65℃，加入坡缕石、丙烯酸、交联剂，搅拌5~10min；然后在N₂保护下向反应体系中加入引发剂，搅拌反应至凝胶聚合物生成；生成的凝胶聚合物用无水甲醇洗涤、烘干、造粒，得到马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料。

马铃薯废渣与丙烯酸的质量比为1:4~1:10（优选1:6）。

马铃薯废渣与坡缕石的质量比为1:0.5~1:3（优选1:1.5）。

所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，其加入量为马铃薯废渣质量的0.5~0.9%（优选0.8%）。

所述引发剂为过硫酸钾，其加入量为马铃薯废渣质量的4~7%（优选6%）。

所述丙烯酸的中和度为50~70%（优选65%）。

（二）马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料的结构

下面通过红外图谱、热重曲线及扫描电镜对本发明马铃薯废渣/坡缕石/丙烯酸复合吸水材料的结构进行分析说明。

1、红外分析