交联剂对魔芋超强吸水剂凝胶强度和吸水倍率的影响

以魔芋葡甘聚糖为基体,丙烯酸为单体,过硫酸钾为引发剂,分别以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、甘油、聚乙二醇600(PEG600)、Ca(NO3)2.4H2O为交联剂,制备魔芋超强吸水树脂(KSAP),测试其凝胶强度和吸水倍率,同时对其进行红外光谱结构表征。实验表明,以MBA为交联剂制得的KSAP的凝胶强度最大,可达到153.7g/cm2,以甘油为交联剂制得的KSAP的吸水倍率最高,可达1201g/g。

魔芋超强吸水剂一步法连续造粒制备

以魔芋葡甘聚糖(KGM)为骨架材料,丙烯酸钠为单体,经过硫酸钾引发,氧化铝初步交联和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)二次交联,接枝共聚反应物通过压力挤出装置挤出,于聚乙二醇600中分散造粒,分散相中脱水干燥制得魔芋超强吸水剂颗粒(KSAP)。考察了聚合时间、氧化铝用量、MBA用量及二次交联时间、脱水干燥时间对其吸水倍率的影响。Box-Behnken条件优化实验结果表明,氧化铝0.245g、聚合80min、MBA0.08g、二次交联42min、70℃干燥40min,制得的魔芋超强吸水颗粒吸水倍率可达731g/g。

一步法合成魔芋超强吸水剂颗粒性能表征

采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜对一步法合成魔芋超强吸水剂颗粒进行表征,并在高、中、低湿环境下进行吸湿性能测试。结果表明,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和氧化铝以酰胺键和配位键的形式发生了交联反应,羧基吸收峰表明丙烯酸钠结合在魔芋葡甘聚糖分子链上。一步法合成的魔芋超强吸水剂颗粒粒径是水溶液聚合成的两倍,并为较为规则球状,且吸湿性能优于后者。魔芋超强吸水剂适合在高、中湿环境条件下做吸水材料。