一種利用改性木薯渣纖維制備復(fù)合高吸水性樹脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用改性木薯渣纖維制備復(fù)合高吸水性樹脂的方法，屬于廢棄物利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]木薯渣就是木薯在加工成淀粉或酒精后產(chǎn)生的一種主要成分是水、細(xì)胞碎片、淀粉、纖維素及少量的蛋白質(zhì)的副產(chǎn)物，通常作為一種粗飼料飼養(yǎng)動物。鮮薯渣自帶菌種眾多，不易儲存、運輸，腐敗變質(zhì)后產(chǎn)生惡臭，造成環(huán)境污染;若烘干則成本過高，增加企業(yè)負(fù)擔(dān)，通常作為飼料或當(dāng)成廢渣作掩埋處理，作為飼料動物不愛吃，掩埋會導(dǎo)致土壤和地下水的污染，同時利用程度較低。木薯渣中含有大量的纖維素，具有很高的開發(fā)利用價值。
[0003]高吸水性樹脂是一種新型的、結(jié)構(gòu)上輕度交聯(lián)的三維網(wǎng)狀功能性高分子材料。它能吸收自身重量幾百倍至幾千倍的水，對光、熱、酸及堿的穩(wěn)定性好，還具有良好的生物降解性能。高吸水樹脂以它的吸水性、保水性、對外界刺激的應(yīng)答性等性能而得到廣泛應(yīng)用，如農(nóng)林園藝、土壤改良、保水保肥、水凝膠基材、油水分離、密封材料、苗木保護(hù)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對目前木薯渣傳統(tǒng)處理為作為飼料或當(dāng)成廢渣作掩埋處理，易造成土壤和水的污染，同時木薯渣中含有大量的纖維素被浪費的問題，本發(fā)明首先通過對木薯渣進(jìn)行微波協(xié)同酶處理，破壞其內(nèi)部細(xì)胞壁及多糖雜質(zhì)，降低結(jié)晶度，再將其在高溫及高壓下，進(jìn)行瞬間泄壓，去除其內(nèi)的纖維素的氫鍵，使纖維膨松，提高基體的相容性，最后通過接枝改性后與丙烯酸等進(jìn)行混合反應(yīng)，制備得復(fù)合高吸水性樹脂。本發(fā)明充分利用木薯渣中纖維，避免環(huán)境污染，實現(xiàn)資源利用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)取木薯渣放入90°C的烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得30?50目木薯渣粉末，按固液比1: 2，將木薯渣粉末與去離子水混合均勻，隨后將其放入磨漿機(jī)中進(jìn)行磨漿，收集漿料放入容器中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.5?5.5，然后向其中加入木薯渣質(zhì)量5?7%的木聚糖酶，攪拌均勻；
(2)待酶加入完成后，將容器移至微波組織處理器中，調(diào)節(jié)頻率為10?15GHz，處理10?15min，再將容器中的混合物放入高壓蒸汽鍋爐中，溫度設(shè)定為200?230°C，壓力設(shè)定為1.2?2.3MPa，蒸煮3?8min后，降溫至室溫，隨后在lmin之內(nèi)泄壓至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；
(3)上述泄壓結(jié)束后，收集高壓蒸汽鍋爐中剩余混合物，放入噴霧干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，收集干燥物，得含水量為5?8 %的預(yù)改性木薯渣纖維，隨后取800?1100g預(yù)改性木薯渣纖維放入帶有回流裝置、攪拌器及溫度測量儀的三口燒瓶中，然后再分別向其中加入20?30g乙烯基三乙氧基硅烷及45?50g富馬酸；
(4)再向上述容器中加入700?800mL的蒸餾水，對容器加熱至200?220°C，以轉(zhuǎn)速130?150r/min，攪拌回流40?50min，待回流結(jié)束后降溫至室溫，然后將燒瓶中混合物進(jìn)行過濾，收集過濾物放入烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得150?180目的改性木薯渣纖維，備用；
(5)取120?150mL丙烯酸放入裝有溫度計、攪拌器、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中，向其中加入5?10gl30目的白土，使用攪拌器將其攪拌均勻，然后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液通過滴液漏斗調(diào)節(jié)pH為7.0，隨后過濾，再將濾液放入四口燒瓶中；
(6)分別向上述四口燒瓶中加入90?100g所制得的改性木薯渣纖維及70?80g丙烯酰胺，隨后設(shè)定溫度為50?55°C，使用攪拌器以120?150r/min，攪拌1?3h，在攪拌同時將15?20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液及5?10g過硫酸鈉通過滴液漏斗加入燒瓶中，然后攪拌結(jié)束后減壓過濾，收集過濾后所得凝膠，冷卻至室溫，再將凝膠放入85°C烘干機(jī)中烘干，將烘干后的凝膠放入粉碎機(jī)中粉碎，過篩得100?120目復(fù)合高吸水性樹脂。
[0006]本發(fā)明的檢測方法:稱取1.00g本發(fā)明所制得的100?120目復(fù)合高吸水性樹脂，倒入盛有1000mL蒸饋水的燒杯中，用玻璃棒攪拌1?5min，靜置1?2h，然后過濾將吸水后的復(fù)合高吸水性樹脂倒入100目篩中濾水，靜置30?40min，稱重得780?1180g。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明在制作樹脂過程中減少了環(huán)境污染，所得產(chǎn)品符合國家吸水樹脂的標(biāo)準(zhǔn)；
(2)本發(fā)明制作成本低，易于操作，有效地提高木薯渣的附加值。
【具體實施方式】
[0008]取木薯渣放入90°C的烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得30?50目木薯渣粉末，按固液比1:2，將木薯渣粉末與去離子水混合均勻，隨后將其放入磨漿機(jī)中進(jìn)行磨漿，收集漿料放入容器中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為4.5?5.5，然后向其中加入木薯渣質(zhì)量5?7%的木聚糖酶，攪拌均勻;待酶加入完成后，將容器移至微波組織處理器中，調(diào)節(jié)頻率為10?15GHz，處理10?15min，再將容器中的混合物放入高壓蒸汽鍋爐中，溫度設(shè)定為200?230°C，壓力設(shè)定為1.2?2.3MPa，蒸煮3?8min后，降溫至室溫，隨后在lmin之內(nèi)泄壓至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;上述泄壓結(jié)束后，收集高壓蒸汽鍋爐中剩余混合物，放入噴霧干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，收集干燥物，得含水量為5?8%的預(yù)改性木薯渣纖維，隨后取800?1100g預(yù)改性木薯渣纖維放入帶有回流裝置、攪拌器及溫度測量儀的三口燒瓶中，然后再分別向其中加入20?30g乙烯基三乙氧基硅烷及45?50g富馬酸;再向上述容器中加入700?800mL的蒸餾水，對容器加熱至200?220°C，以轉(zhuǎn)速130?150r/min，攪拌回流40?50min，待回流結(jié)束后降溫至室溫，然后將燒瓶中混合物進(jìn)行過濾，收集過濾物放入烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得150?180目的改性木薯渣纖維，備用;取120?150mL丙烯酸放入裝有溫度計、攪拌器、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中，向其中加入5?10gl30目的白土，使用攪拌器將其攪拌均勻，然后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液通過滴液漏斗調(diào)節(jié)pH為7.0，隨后過濾，再將濾液放入四口燒瓶中；分別向上述四口燒瓶中加入90?100g所制得的改性木薯渣纖維及70?80g丙烯酰胺，隨后設(shè)定溫度為50?55°C，使用攪拌器以120?150r/min，攪拌1?3h，在攪拌同時將15?20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液及5?10g過硫酸鈉通過滴液漏斗加入燒瓶中，然后攪拌結(jié)束后減壓過濾，收集過濾后所得凝膠，冷卻至室溫，再將凝膠放入85°C烘干機(jī)中烘干，將烘干后的凝膠放入粉碎機(jī)中粉碎，過篩得100?120目復(fù)合高吸水性樹脂。
[0009]實例1
取木薯渣放入90°C的烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得40目木薯渣粉末，按固液比1: 2，將木薯渣粉末與去離子水混合均勻，隨后將其放入磨漿機(jī)中進(jìn)行磨漿，收集漿料放入容器中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為5.0，然后向其中加入木薯渣質(zhì)量6%的木聚糖酶，攪拌均勻;待酶加入完成后，將容器移至微波組織處理器中，調(diào)節(jié)頻率為12GHz，處理12min，再將容器中的混合物放入高壓蒸汽鍋爐中，溫度設(shè)定為210°C，壓力設(shè)定為2.0MPa，蒸煮5min后，降溫至室溫，隨后在lmin之內(nèi)泄壓至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;上述泄壓結(jié)束后，收集高壓蒸汽鍋爐中剩余混合物，放入噴霧干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，收集干燥物，得含水量為7%的預(yù)改性木薯渣纖維，隨后取900g預(yù)改性木薯渣纖維放入帶有回流裝置、攪拌器及溫度測量儀的三口燒瓶中，然后再分別向其中加入25g乙烯基三乙氧基硅烷及48g富馬酸;再向上述容器中加入750mL的蒸餾水，對容器加熱至210°C，以轉(zhuǎn)速140r/min，攪拌回流45min，待回流結(jié)束后降溫至室溫，然后將燒瓶中混合物進(jìn)行過濾，收集過濾物放入烘箱中烘干，再將其放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得170目的改性木薯渣纖維，備用；取130mL丙烯酸放入裝有溫度計、攪拌器、冷凝管及滴液漏斗的四口燒瓶中，向其中加入8gl30目的白土，使用攪拌器將其攪拌均勻，然后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液通過滴液漏斗調(diào)節(jié)pH為7.0，隨后過濾，再將濾液放入四口燒瓶中；分別向上述四口燒瓶中加入95g所制得的改性木薯渣纖維及75g丙烯酰胺，隨后設(shè)定溫度為50°C，使用攪拌器以140r/min，攪拌2h，在攪拌同時將18mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的N