（毕业论文 字数：12 页数：5984）摘要：高吸水性树脂是一类新型的功能性高分子材料,具有优异的性能和广泛的用途。由于其独特的吸水、保水性能，在农林园艺、医药卫生用品、食品加工、沙漠治理等方面获得广泛的应用。本文利用棉籽蛋白接枝丙烯酸合成了一种新型的蛋白质高吸水树脂，并研究了其吸水性能。实验以丙烯酸（AA）、氢氧化钠和棉籽蛋白为原料，N，N-亚甲基双丙烯酸胺（NMBA）为交联剂，过硫酸钾（KBA）和无水亚硫酸钠为引发剂，采用水溶液聚合法合成共聚物高吸水性树脂。采用L16(45)正交表进行试验，得到最优的工艺条件为：温度为70℃、棉籽蛋白为丙烯酸单体用量的4.5%、交联剂的用量为单体用量的0.05%、引发剂用量为单体总量的0.8%、丙烯酸中和度为90%，在此条件下合成得到的高吸水性树脂的最大吸水倍数可达842.9g/g。通过单因素实验研究了棉籽蛋白与单体配比、反应温度、交联剂用量、引发剂用量、丙烯酸中和度等因素对吸水树脂吸水性能和各种盐类水溶液中的吸液能力的影响。

关键词：高吸水树脂 合成 棉籽蛋白 丙烯酸

Synthesis and Properties of Cottonseed Protein-based Superabsorbent Resin
Abstract: Super absorbent polymer (SAP) is a new kind of functional polymer material with many advantageous properties and wide applications. Because of its distinctive water absorbing and water retention performance, SAPs have been widely used in personal hygiene, agriculture, horticulture, medicine, food handling, forestry, etc. In this paper, a novel protein-based SAP was synthesized by graft coplolymerization of cottonseed protein(CP) and acrylic acid(AA) and its swelling properties were investigated as well. This SAP was synthesized by solution based copolymerization, using acrylic acid, sodium hydroxide and cottonseed protein as raw material, N,N-Methylene bisacrylamide (NMBA) as cross-linking agent, potassium persulphate and sodium sulfite as the initiator. The optimum reaction condition was obtained by orthogonal experiments design: temperature=70℃,CP：AA=4.5:100, NMBA:AA=0.05:100,initiator:AA=0.8:100, degree of neutralization of AA=80%. Under this condition, the swelling ratio of SAP resin in demonized water reached 842.9g/g.The effects of the certain variables of the graft copolymerization (i.e. the ratio of cottonseed protein to AA, reaction temperature, amount of cross-linker and initiator, the degree of neutralization of AA)on the swelling capacity of SAP were measured.

Key words: super absorbent polymer; synthesis; cottonseed protein; acrylic acid

目录

1实验部分
2 结果与讨论

高吸水性树脂[1—5]是一种新型的功能高分子材料，也是近年来国内外广泛研究的精细化工产品。它是一种含有强亲水性基团，并具有一定交联度的高分子材料。它与水接触后，在短时间内溶胀，可吸收自身重量数百甚至数千倍的水或者数十倍的盐水，而且吸水后，具有良好的保水能力，施加压力也不易脱水，当环境相对湿度降低时，又可以将水分缓慢释放出来，因此，它又被称为保水剂。由于其独特的吸水和保水性能，高吸水树脂在抗旱、农林园艺、控制水土流失和土地荒漠化中显示出广阔的应用前景，也被广泛应用于医疗卫生、建筑、石油化工、化妆品等方面，并愈来愈受到人们的关注。
棉籽[6]是棉花种子。棉籽和经过榨取油后剩下的棉籽饼粕，具有相当大的热值及特殊的生物学价值，是一项值得开发利用的重要高蛋白质食品和饲料资源。但是，由于有毒棉酚的存在，棉籽饼粕仅少量用于饲料和肥料。我国每年棉籽饼年产量约400—500万吨，约占各类植物饼粕总产量的30％。棉籽饼中的蛋白质是一种植物性蛋白，其含量约占33.21％—45.09％，开发棉籽蛋白将会缓解我国蛋白的短缺现象，因此，开发利用我国棉籽蛋白资源具有重大意义[7—9]。