棉籽蛋白-聚丙烯酸高吸水性树脂的合成及吸液性能.doc

棉籽蛋白-聚丙烯酸高吸水性树脂的合成及吸液性能 棉籽蛋白一聚丙烯酸高吸水性树脂的合成及吸液性能/张步宁等?103? 棉籽蛋白一聚丙烯酸高吸水性树脂的合成及吸液性能 张步宁,崔英德,尹国强,黎新明,潘翠琳 (1西北工业大学材料与工程学院,西安710072;2仲恺农业工程学院,广州510225) 摘要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,为开拓棉籽蛋白在非食品领域的应用 进行了探索.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,通过水溶液聚合法合成共聚物高吸水性树脂;研究了反应条件如棉籽蛋白与单体 配比,反应温度,交联剂用量等因素对吸水性树脂吸水性能的影响,并考察了树脂在不同溶液中的吸液性能. 关键词高吸水树脂合成棉籽蛋白丙烯酸 中图分类号:TQ322文献标识码:A SynthesisandSwellingPropertiesofCP—PAASuperabsorbentResin ZHANGBuning,CUIYingde,YINGuoqiang.,LIXinming,PANCuilin2 (1SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072; 2ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering,Guangzhou510225) AbstractAnovelprotein-basedsuperabsorbentpolymer(SAP)issynthesizedbythegraftcopolymerizationof cottonseedprotein(CP)andacrylicaeid(AA)inordertOexplorethenewapplicationofcottonseedproteininthenon～ foodfield.ThisSAPissynthesizedbythesolutionbasedcopolymerization,usingacrylicacid,sodiumhydroxideand cottonseedproteinasrawmaterial,N,N-methylenebisacrylamide(NMBA)ascross-linkingagent,andpotassiumper～ sulphateandsodiumsulfiteastheinitiators.Theeffectsofthecertainvariablesofthegraftcopolymerization(i.e.the ratioofcottonseedproteintOAA.reactiontemperature,amountofcross-linker)ontheswellingcapacityofSAPare measuredanditsswellingpropertiesindifferentsolutionsareinvestigatedaswel1. Keywordssuperabsorbentpolymer,synthesis,cottonseedprotein,acrylicacid 0引言 我国是世界第一产棉大国,棉花产量占世界棉花产量的 1/3,年产棉籽约800万t,提油后的棉粕蛋白质含量可达 38～45_1].以此计算,每年我国提油后的棉粕年产量超 过400万t,约含有蛋白质160万t,是一种巨大的植物蛋白 质资源l_2.].但是以下因素制约了棉籽蛋白资源在饲料和食 品等方面的应用[4]:棉籽中含有少量可使禽畜中毒的棉酚毒 素;棉粕粗纤维含量过高导致适口性变差;常用油脂提取工 艺的高温处理会引起蛋白质变性以及部分赖氨酸与棉籽中 棉酚结合,导致棉粕的营养价值降低嘲.因此,8O的棉粕 被迫用作肥料或者食用菌的培养基,用于饲料的只占5～ 10,造成了蛋白质资源的浪费. 近年来,蛋白质作为一种非石油,环境安全,可生物降解 和能再生的资源逐渐受到关注.天然聚合物中,蛋白质也许 是在工业应用方面利用最少的天然资源,它们基本上被认为 只是饲料中的功能和营养成分,而作为结构基元在非食品工 业应用的巨大潜力远未被认识和理解.棉籽蛋白本身就是 亲水性材料,蛋白质大分子主链分布着羧基,氨基,酰胺基, 羟基,巯基等亲水基团,与水分子有极强的亲和力,能借助氢 键将极性的水分子吸附到蛋白分子周围.通过对动植物蛋 白质进行共混,接枝,共聚,交联等改性,可以得到相应的蛋 白质基高吸水树脂[6--9].本实验以棉籽榨油的副产物棉籽饼 为原料,提取分离蛋白溶液,再与丙烯酸单体共聚并