一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法。采用方法的要點是將紡織廢料經(jīng)過充分溶解，加入引發(fā)劑和穩(wěn)定劑，與丙烯基單體接枝共聚，制備具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂。該方法簡易、快速、高效，特別適用于紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的制備。本發(fā)明在制備紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的過程中加入穩(wěn)定劑，使其具有抑制泛黃功能，進而延長了紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的保存時間和使用性能，使其適合于長期儲存和美觀使用，具有重要的應用和經(jīng)濟價值。
【專利說明】一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維素基高吸水樹脂的制備方法，特別涉及一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法，屬于生物質材料制備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]高吸水樹脂是一種新型功能性材料，能吸收并保持自身質量數(shù)百倍至數(shù)千倍的水分，具備高吸水和高保水特性，在受壓情況下仍可具有良好的保水性能。由于其具有吸水一釋水一再吸水的重復吸水能力和安全無毒性能，近年來已被廣泛應用于生理衛(wèi)生、醫(yī)藥醫(yī)療以及食品包裝等方面，在國民經(jīng)濟及人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾慕巧?br> [0003]為響應國家環(huán)保政策要求，實現(xiàn)工業(yè)廢棄資源的循環(huán)利用，天然高分子類高吸水樹脂受到越來越廣泛的關注和研究。纖維素具有來源廣泛、價格低廉、無毒、可生物降解等性能，是制備天然高分子吸水樹脂的主要原料。纖維素基高吸水樹脂吸水保水性能優(yōu)異，可生物降解，具有良好的環(huán)境可接受性，應用前景廣闊。然而，目前廣泛使用的纖維素基高吸水樹脂存在放置和使用過程中易泛黃問題，不僅會影響高吸水樹脂的外觀及使用性能，同時還會限制其應用范圍和領域。
[0004]在高吸水樹脂制備領域，中國專利(CN 201010208709.2) “一種高吸水性樹脂的制備方法”主要以丙烯酸為原料，經(jīng)過中和步驟后，加入可溶性鋅鹽和可溶性亞硫酸鹽兩種溶液作造粒液，依次經(jīng)干燥、粉碎、表面二次交聯(lián)處理得最終產(chǎn)品，使得制備產(chǎn)品具有抗氧增白和抗菌性能；中國專利(CN 200610066540.5) “高白度吸水性樹脂的制造方法”以添加交聯(lián)劑的中和率50%以上含酸基單體的水溶液進行自由基聚合反應，待膠體絞碎后添加過氧化物或次氯酸鹽，熱風干燥、粉碎、篩選，表面交聯(lián)劑涂覆處理，經(jīng)高溫表面處理并添加惰性無機鹽粉末的方法制造出高白度高吸水性樹脂；中國專利(CN 200910049724.4) “吸水性丙烯酸樹脂的制備方法”先將中和度60-90%丙烯酸單體水溶液與聚合反應引發(fā)劑聚合，然后添加增白度、交聯(lián)劑和聚合引發(fā)劑，再熱風干燥、粉碎、篩分，接著用表面交聯(lián)劑包裹處理后加熱到溫度90-200°C表面處理并添加無機鹽，制得的高吸水性樹脂吸生理鹽率又高又快，白度好，適用于衛(wèi)生制品；`美國專利(US 8236876 B2) “Superabsorbent polymercompositions having color stability”通過部分中和含酸基基團的單烯類不飽和單體制備一種高吸水樹脂，并使其具有高白度性能。截至目前，還未見到利用紡織廢料作為纖維素來源物，制備具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的相關工藝技術出現(xiàn)。
[0005]具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法，是將紡織廢料經(jīng)過充分溶解，加入引發(fā)劑和穩(wěn)定劑，與丙烯基單體接枝共聚，制備具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂。在制備紡織廢料纖維素基高吸水樹脂過程中加入穩(wěn)定劑，使其具有抑制泛黃功能，進而延長了紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的保存時間和使用性能，使其適合于長期儲存和美觀使用，具有重要的應用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為克服目前的纖維素基高吸水樹脂在合成、儲存和使用過程中泛黃、變質等實際問題，延長其保存時間、提高使用性能，本發(fā)明的目的是提供一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是采用以下步驟:
1)將紡織廢料加入一定濃度、4°C預冷30min的預冷凍液，攪拌均勻，在_20°C條件下冷凍h，機械攪拌，得到均勻、透明的紡織廢料纖維素溶液；
2)將步驟I)得到的紡織廢料纖維素溶液，通入氮氣20min，在4(T60°C條件下加入引發(fā)劑引發(fā)5~15 min，加入穩(wěn)定劑、丙烯酸、丙烯酰胺及交聯(lián)劑進行接枝聚合，加入蒸餾水控制整個反應溶液與紡織廢料的質量比為60、0:1，反應3(T90 min，得到均勻的乳白色凝膠，冷凍干燥，得到具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂。 [0008]所述的預冷凍液為氫氧化鈉與尿素混合溶液，氫氧化鈉濃度為6 wt%，尿素濃度為14 wt%，與紡織廢料質量比為20-40:1 ;引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑與紡織廢料質量比為
0.3^0.5:1 ;穩(wěn)定劑為2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚與紫外線吸收劑UV-9混合試劑，2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚與紡織廢料質量比為0.005、.05:1，紫外線吸收劑UV-9與紡織廢料質量比為0.00廣0.01:1 ;丙烯酰胺與紡織廢料質量比為f 3:1 ;丙烯酸與紡織廢料質量比為f 6:1，丙烯酸用氫氧化鈉中和，氫氧化鈉與丙烯酸質量比為0.35:1 ;交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑與紡織廢料質量比為0.01~0.06:1。
[0009]所述的紡織廢料為廢棄棉紗和棉短絨中的一種。
[0010]與【背景技術】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明在制備紡織廢料纖維素基高吸水樹脂過程中加入穩(wěn)定劑，使其具有抑制泛黃功能，延長了紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的保存時間和使用性能，使其適合于長期儲存和美觀使用，具有重要的應用和經(jīng)濟價值。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]實施例1:
1)將廢棄棉紗加入4°c、預冷30min的氫氧化鈉與尿素混合溶液中，氫氧化鈉濃度為6 wt%，尿素濃度14 wt%，與廢棄棉紗質量比為20:1，攪拌均勻，在-20°C條件下冷凍I h，機械攪拌，得到均勻、透明的廢棄棉紗纖維素溶液；
2)將步驟I)得到的廢棄棉紗纖維素溶液，通入氮氣20min，在40°C條件下加入引發(fā)劑，引發(fā)10 min，過硫酸銨與廢棄棉紗質量比為0.4:1。加入穩(wěn)定劑，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚與廢棄棉紗質量比為0.005: 1，紫外線吸收劑UV-9與廢棄棉紗質量比為0.001: 1，丙烯酰胺與廢棄棉紗質量比為1:1 ;丙烯酸與廢棄棉紗質量比為1:1，丙烯酸用氫氧化鈉中和氫氧化鈉與丙烯酸質量比為0.35:1 ；N, N-亞甲基雙丙烯酰胺與廢棄棉紗質量比為0.06:1。加入蒸餾水控制整個反應溶液與廢棄棉紗質量比為60:1，反應60 min，得到均勻的乳白色凝膠，即具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂(a)。
[0013]實施例2:1)將棉短絨加入4°C、預冷30 min的氫氧化鈉與尿素混合溶液中，氫氧化鈉濃度為6wt%，尿素濃度14 wt%，與棉短絨質量比為30:1，攪拌均勻，在-20°C條件下冷凍2 h，機械攪拌，得到均勻、透明的棉短絨纖維素溶液；
2)將步驟I)得到的棉短絨纖維素溶液，通入氮氣20 min，在50°C條件下加入引發(fā)劑，引發(fā)15 min，過硫酸銨與棉短絨質量比為0.3:1。加入穩(wěn)定劑，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚與棉短絨質量比為0.02:1，紫外線吸收劑UV-9與棉短絨質量比為0.005:1，丙烯酰胺與棉短絨質量比為2:1 ;丙烯酸與棉短絨質量比為3:1，丙烯酸用氫氧化鈉中和氫氧化鈉與丙烯酸質量比為0.35:1 ;N，N-亞甲基雙丙烯酰胺與棉短絨質量比為0.03:1。加入蒸餾水控制整個反應溶液與棉短絨質量比為90:1，反應30 min，得到均勻的乳白色凝膠，即具有抑制泛黃功能的纖維素基聞吸水樹脂(b)。
[0014]實施例3:
1)將棉短絨加入4°C、預冷30min的氫氧化鈉與尿素混合溶液中，氫氧化鈉濃度為6wt%,尿素濃度14 wt%，與棉短絨質量比為40:1，攪拌均勻，在-20°C條件下冷凍1.5 h，機械攪拌，得到均勻、透明的棉短絨纖維素溶液；
2)將步驟I)得到的棉短絨纖維素溶液，通入氮氣20min，在60°C條件下加入引發(fā)劑，引發(fā)5 min，過硫酸銨與棉短絨質量比為0.5:1。加入穩(wěn)定劑，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚與棉短絨質量比為0.05: 1，紫外線吸收劑UV-9與棉短絨質量比為0.01: 1，丙烯酰胺與棉短絨質量比為3:1 ;丙烯酸與棉短絨質量比為6:1，丙烯酸用氫氧化鈉中和氫氧化鈉與丙烯酸質量比為0.35:1 ;N，N-亞甲基雙丙烯酰胺與棉短絨質量比為0.01:1。加入蒸餾水控制整個反應溶液與棉短絨質量比為75:1，反應90 min，得到均勻的乳白色凝膠，即具有抑制泛黃功能的纖維素基聞吸水樹脂(C)。
[0015]測定實施例1、2、3制備得到的三種紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的抑制泛黃性能。紡織廢料纖維素基高吸水樹脂經(jīng)紫外光照射(老化)10分鐘，表1為照射前后紡織廢料纖維素基高吸水樹脂的白度測定結果。由表1中數(shù)據(jù)可知，采用本發(fā)明所述的制備方法獲得的具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂(a)、(b)、(c)經(jīng)過紫外光照射后，白度下降在0.1-0.4%之間，對照樣(除未加入穩(wěn)定劑外，其余制備方法均相同)白度下降了 26.3%，說明利用本發(fā)明所述方法制備的紡織廢料纖維素基高吸水樹脂具有較明顯的抑制泛黃功能和效果。
[0016]表1
【權利要求】
1.一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將紡織廢料加入一定濃度、4°c預冷30min的預冷凍液，攪拌均勻，在_20°C條件下冷凍h，機械攪拌，得到均勻、透明的紡織廢料纖維素溶液； 2)將步驟I)得到的紡織廢料纖維素溶液，通入氮氣20min，在4(T60°C條件下加入引發(fā)劑引發(fā)5~15 min，加入穩(wěn)定劑、丙烯酸、丙烯酰胺及交聯(lián)劑進行接枝聚合，加入蒸餾水控制整個反應溶液與紡織廢料的質量比為60、0:1，反應3(T90 min，得到均勻的乳白色凝膠，冷凍干燥，得到具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:所述的預冷凍液為氫氧化鈉與尿素混合溶液，氫氧化鈉濃度為6 wt%,尿素濃度為14 wt%，與紡織廢料質量比為20-40:1 ;引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑與紡織廢料質量比為0.3^0.5:1 ;穩(wěn)定劑為2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚與紫外線吸收劑UV-9混合試劑，2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚與紡織廢料質量比為0.005、.05:1，紫外線吸收劑UV-9與紡織廢料質量比為0.00廣0.01:1 ;丙烯酰胺與紡織廢料質量比為廣3:1 ;丙烯酸與紡織廢料質量比為廣6:1，丙烯酸用氫氧化鈉中和，氫氧化鈉與丙烯酸質量比為0.35:1 ;交聯(lián)劑為N, N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑與紡織廢料質量比為0.01~0.06:1。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種具有抑制泛黃功能的纖維素基高吸水樹脂的制備方法，其特征在于:所述的紡織廢料為廢棄棉紗和棉短絨中的一種。
【文檔編號】C08F251/02GK103755875SQ201310721239
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】姚菊明, 俞葉麗, 劉虹奕, 張勇 申請人:浙江理工大學