CN102417564B - 一种保水剂及其利用造纸污泥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
利用造纸污泥中提取的木质素，同时加入单体、引发剂、交联剂，通过化学方法制备保水剂。本发明的保水剂，各成分按质量比分别为木质素为24%~29%，引发剂0.03%~0.15%，单体为69%~77%，交联剂为0.07%~0.6%，交联剂为0.07%~0.6%。本发明的原料丰富，成本低廉，并且性能好，稳定性高，不仅解决了现有保水剂难降解，制备成本高、兼容性差的问题，还解决了造纸污泥的处理处置问题，实现污泥的资源化利用，对环境污染较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种保水剂及其制备方法，具体地说，是一种利用造纸污泥制备的保水剂及其制备方法。
背景技术
保水剂又称高吸水性树脂, 是一种由具有化学亲水基团的有机碳链相互交联形成的三维网状树脂胶体。由于其具有自身重量数十倍乃至数千倍的高吸水能力和加压也不脱水的高保水性能而广泛应用于农林、园艺、工业、纺织、医学、石油化工、建材、环保、食品和日用品等方面。新型保水剂胶体因为具有高亲水性, 低毒和可生物降解性能而备受青睐。但是，如果保水剂应用于农业,要求保水剂具备较好的吸保水性能,生产成本低廉，并且具有良好的生物兼容性，这仍然是一项难题。如专利号为92104785.1和专利号为CN1321723A公开的制备保水剂的方法，制得的保水剂兼容性较差，且吸保水性能较低。
我国是草浆生产大国，目前对于制浆造纸过程中产生的造纸污泥处理方式较为简单，其有用成分未得到合理开发利用。造纸污泥的主要成分是木质素,而木质素具有良好的表面活性、分散性和粘合性，其中含有一定数量的醇羟基、酚羟基、羧基和碳基等官能团，官能团上氧原子的未共用电子对能与丙烯酸进行接枝共聚，因此可以作为原料生产保水剂，实现造纸污泥的资源化利用。
发明内容
本发明为了解决现有保水剂兼容性差，吸保水性能低，成本高等问题，并实现造纸污泥的资源化利用，以造纸污泥中提取的木质素为主要原料制备保水剂。
本发明的保水剂由造纸污泥中提取的木质素、引发剂、单体和交联剂经化学合成方法制成，各成分所占的质量百分比分别为造纸污泥中提取的木质素为24%~29%，引发剂0.03%~0.15%，单体为69%~77%，交联剂为0.07%~0.6%。单体采用丙烯酸，引发剂采用过硫酸钾，交联剂采用N,N-甲叉双丙烯酰胺。
本发明利用造纸污泥制备保水剂的方法包括以下步骤：
（1）称取30 g污泥于500ml烧杯中, 先加300ml30~40℃热水将可溶物初步溶解，边搅拌边滴加10% NaOH溶液使污泥中的木质素溶解，过滤，将滤液用20%H2SO4调节pH值到3~5使沉淀完全，再于80~90℃下加热保温60min，抽滤，并用水洗涤沉淀至中性，将沉淀烘干得粗品木质素；
（2）将2g步骤（1）中制得的木质素放入三口烧瓶中，加入80~100ml蒸馏水，搅拌30~50min，同时通入氮气排氧，反应温度控制在50~90℃；
（3）按质量百分比0.03%~0.15%加入引发剂，反应20~60min，然后再按质量百分比加入69%~77%的单体和0.07%~0.5%的交联剂，超声反应2~4h；
（4）将步骤（3）中的产物取出，用无水乙醇反复洗涤3~5次，然后再1200W的高压紫外汞灯下照射10~15min，烘干、粉碎即得产品。
本发明利用废弃资源造纸污泥中的木质素为原料制备保水剂，制得的保水剂不仅性能稳定，而且易被微生物降解，不会造成环境污染，同时解决了造纸污泥的处理处置问题，实现了污泥的资源化利用。
具体实施方式
实施例一：本实施方式由造纸污泥中提取的木质素、引发剂、单体、交联剂经化学法合成保水剂，按质量百分比分别为木质素24.5%，引发剂0.08%，单体75%，交联剂0.42%。
实施例二：本实施方式由造纸污泥中提取的木质素、引发剂、单体、交联剂经化学法合成保水剂，按质量百分比分别为木质素28%，引发剂0.10%，单体71.4%，交联剂0.50%。
实施例三：本实施方式由造纸污泥中提取的木质素、引发剂、单体、交联剂经化学法合成保水剂，按质量百分比分别为木质素29%，引发剂0.12%，单体70.3%，交联剂0.58%。
Claims (1)
1.一种保水剂，其特征在于，由造纸污泥中提取的木质素、引发剂、单体和交联剂合成，各成分所占的质量百分比分别为木质素为24%~29%，引发剂为0.03%~0.15%，单体为69%~77%，交联剂为0.07%~0.6%，各组分质量百分比之和为100%；
该保水剂的制备采用如下步骤：
（1）称取30g造纸污泥于500ml烧杯中，先加300ml、30~40℃热水将可溶物初步溶解，边搅拌边滴加10%NaOH溶液使污泥中的木质素溶解，过滤，将滤液用20%H2SO4调节pH值到3~5使沉淀完全，再于80~90℃下加热保温60min，抽滤，并用水洗涤沉淀至中性，将沉淀烘干得粗品木质素；
（2）将2g步骤（1）中制得的木质素放入三口烧瓶中，加入80~100ml蒸馏水，搅拌30~50min，同时通入氮气排氧，反应温度控制在50~90℃；
（3）加入引发剂，反应20~60min，然后再加入单体和交联剂，超声反应2~4h；
（4）将步骤（3）中的产物取出，用无水乙醇反复洗涤3~5次，然后在1200W的高压紫外汞灯下照射10~15min，烘干、粉碎即得产品；
所述单体采用丙烯酸，引发剂采用过硫酸钾，交联剂采用N，N’-甲叉双丙烯酰胺。
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