[发明专利]一种高吸水树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高吸水树脂及其制备方法。本发明提供的高吸水树脂的制备方法包括以下步骤：a)对木质素进行氧化降解后，再进行磺化处理，得到磺化改性木质素；b)取部分步骤a)所得磺化改性木质素进行胺化处理，得到胺化改性木质素；c)将剩余磺化改性木质素、所述胺化改性木质素和丙烯酸及其盐进行反相悬浮聚合，得到高吸水树脂。本发明以木质素为原料，将木质素氧化降解和表面活性处理，提高亲水性能和活性；通过降解过程得到的不同分子结构和表面亲水特性的木质素类分子单体，再与丙烯酸类单体的聚合反应，能够有效提高SAP产品吸水量性、保水性及凝胶强度和降解性能。

技术领域

本发明涉及吸水材料领域，特别涉及一种高吸水树脂及其制备方法。

背景技术

高吸水性树脂(简称SAP)是一类新型的功能高分子材料，能够吸收自身质量几百倍甚至几千倍的水，而且保水能力很好，在加压下也不脱水或脱水很少，吸水后的材料经干燥后，吸水能力仍可恢复，可以多次使用。此外，它还具有三维空间网络结构,既不溶于水也不溶于有机溶剂，具有吸氨、吸尿、吸血以及有机药物，且具有良好的肥料和药物缓释性能。因此，高吸水性树脂已经在农林园艺、生理卫生、食品、土木建筑、日用化工、生活保健、沙漠防荒以及煤矿防火等方面得到广泛的应用。

大多数SAP是石化路线的单体合成，主要单体包括了丙烯酸(AA)、其盐和丙烯酰胺等。采用各种合成方法合成SAP，一般可分为两类：化学方法和物理方法。化学方法包括：本体聚合、溶液聚合/交联、悬浮聚合和辐射聚合。物理方法是指冻融循环技术，并由氢键交联制备SAP。其中，在溶液聚合/交联工艺方法中，接枝共聚是一种常用的溶液聚合方法，是指将单体分子嫁接到天然聚合物上，如壳聚糖、淀粉、纤维素、木质素、果胶等。通过接枝单体对聚合物的性能进行了优化。其中，以壳聚糖为主体的接枝聚丙烯酸，通过自由基溶液聚合，获得具有三维结构粒度的吸水树脂，当pH＝2.0-3.0时，它对抗生素具有良好的吸附性能。果胶素是一种带羧基的多糖，以果胶素接枝丙烯酸合成超吸收性树脂，不仅能提高吸收能力，而且能降低环境污染。利用可溶性淀粉和丙烯酰胺的接枝聚合物合成了一种低成本的离子交换树脂，可以有效地去除水中的铬离子和镍离子。

其中，以木质素、腐殖酸、淀粉等天然高分子聚合物与丙烯酸类单体合成高吸水树脂，通常是在引发剂、单体和交联剂的作用下，形成天然高分子聚合物初级自由基，初级自由基与丙烯酸类单体发生聚合及交联反应，即可形成天然高分子与丙烯酸类的接枝共聚物SAP。但是，天然高分子与丙烯酸类的接枝共聚物SAP普遍存在吸水量少、凝胶强度差、生物降解性能一般等缺陷。例如，现有技术CN106750042A公开了一种聚丙烯酸类吸水树脂的制备方法，采用不同的木质素产品制备聚丙烯酸类吸水树脂。然而，上述制备方法，仅靠已有的分子结构以及酚羟基的含量控制SAP产品特性，产品的特异性差，吸水量少、凝胶强度差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高吸水树脂及其制备方法。本发明提供的高吸水树脂能够有效提高材料的吸水及保水能力。

本发明提供了一种高吸水树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)对木质素进行氧化降解后，再进行磺化处理，得到磺化改性木质素；

b)取部分步骤a)所得磺化改性木质素进行胺化处理，得到胺化改性木质素；

c)将剩余磺化改性木质素、所述胺化改性木质素和丙烯酸及其盐进行反相悬浮聚合，得到高吸水树脂。

优选的，所述步骤a)中，所述氧化降解包括：

对木质素调节pH值至8.0～9.0后，与氧化剂混合进行氧化反应，得到氧化降解产物；

所述磺化处理包括：

将所述氧化降解产物与磺化剂混合进行磺化反应，得到磺化改性木质素。

优选的，所述氧化剂选自Feton试剂、高锰酸钾和硝酸中的一种或几种；