利用低值魚制備高吸水劑及其應用研究.pdf

1、本文利用魚蛋白生物高分子的可降解性，以丙烯酸（鈉）、丙烯酰胺、丙烯酸銨其中的一種或兩種作為單體原料，N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，通過水溶液聚合法，將丙烯酸（AA）或丙烯酰胺（AM）兩種單體接枝到易生物降解的魚蛋白上，分別合成了魚蛋白接枝聚合丙烯酸鈉（FP-g-PAA）、魚蛋白接枝共聚丙烯酸和丙烯酰胺（FP-g-P（AA-co-AA））、魚蛋白接枝聚合丙烯酸銨（FP-g-PAA'）三種新型可生物降解性高吸水劑。通

2、過考察對各因素產(chǎn)品吸（鹽）水的性能測試，得出該三種新型高吸水劑聚合反應的最佳試驗條件（各因素相對于丙烯酸的百分數(shù)）如下： FP-g-PAA：引發(fā)劑用量為1.0％，交聯(lián)劑用量為0.06％，魚蛋白用量為10％，丙烯酸中和度為80％，單體質(zhì)量分數(shù)為20％。在此條件下制備的高吸水劑其吸水倍率達1120g.g-1，吸鹽水倍率達105g.g-1。 FP-g-P（AA-co-AM）：引發(fā)劑用量為1.0％，交聯(lián)劑用量為0.025％，魚蛋

3、白用量為7.5％，丙烯酸與丙烯酰胺的質(zhì)量比為1.8：0.2，丙烯酸中和度為90％，單體質(zhì)量分數(shù)為18％。在此條件下制備的高吸水劑其吸水倍率達1061g.g-1，吸鹽水倍率達136g.g-1。 FP-g-PAA'：引發(fā)劑用量為1.2％，交聯(lián)劑用量為0.06％，魚蛋白用量為10％，丙烯酸中和度為100％，單體質(zhì)量分數(shù)為18％。在此條件下制備的高吸水劑其吸水倍率達1236g.g-1，吸鹽水倍率達176g.g-1。 利用紅外光譜

4、（FTIR）對其結(jié)構(gòu)進行表征，表明產(chǎn)品是魚蛋白與丙烯酸單體的接枝共聚物。 同時，通過對三種吸水劑的保水性能、吸液性能的試驗研究，結(jié)果表明所合成的高吸水劑具有良好的吸液性能和高保水性。 研究對Cu2+、Ni2+、Fe3+和Cr3+重金屬離子的吸咐，結(jié)果表明平衡吸附量順序為：Cu2+>Ni2+>Fe3+>Cr3+。初始濃度為6.00mmol?L-1時的吸附量最大，此時FP-g-PAA吸水劑在Cu2+，Nr2+，F(xiàn)e3+，Cr

5、3+溶液中的最大吸附量分別為：297.1mg?g-1、212.3mg?g-1、161.1mg?g-1、106.4mg?g-1；FP-g-P（AA-co-AM）吸水劑的最大吸附量分別為：253.2mg?g-1、203.5mg?g-1、103.5mg?g-1、98.1mg?g-1。FP-g-PAA吸水劑吸附性能比FP-g-P（AA-co-AM）的較強。 為探討各新型高吸水劑的動力學理論實質(zhì)，研究了它們在水、鹽水、酸堿溶液的溶脹動力學

6、和消溶脹動力學，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)與純聚丙烯酸吸水劑相比，引入魚蛋白可以提高平衡溶脹率和延長消溶脹平衡時間（即保水性好），但溶脹平衡時間也延長。對高吸水劑溶脹和消溶脹過程的數(shù)據(jù)進行了非線性擬合，過程表明與數(shù)學模型t/Qt=a+bt相吻合。此模型適用于顆粒狀吸水劑的所有溶脹和消溶脹過程，而且相關(guān)度均可以達到0.96以上。 本文研究了在食品干燥保鮮，重金屬離子吸附及種子包衣的應用： 選用FP-g-PAA為研究對象，與變色硅膠進行比

7、較，發(fā)現(xiàn)該吸水劑具有較大的吸濕容量和良好的吸濕穩(wěn)定性，在88％±1％相對濕度下的平衡吸濕量達到了2.65g.g-1，保濕性能好，優(yōu)于廣泛使用的變色硅膠。 玉米種子經(jīng)FP-g-PAA'包衣后，提高了種子的萌發(fā)率、幼苗自由基清除相關(guān)酶的活性及自由基清除劑的含量，植物的H2O2與MDA水平得到有效降低，有效減輕了玉米幼苗的膜脂過氧化作用。其中以1：40包衣比時效果顯著，表明該吸水劑能有效地緩解植物的干旱脅迫。 綜上所述，該新型