优化香蕉茎纤维（博迅GZX-9070MBE使用）

1 材料与方法 

1．1 原料及仪器 

香蕉茎纤维，自制; 过硫酸钾，分析纯，天津福晨化学试剂厂; 无水亚硫酸钠，分析纯，汕头西陇化工股份 有限公司; N，N＇－亚甲基双丙烯酰胺，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司; 其它试剂为市售分析纯 . GZX－9070MBE 数显鼓风干燥箱，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司; HH－2 型恒温水浴锅，金坛市 新航仪器厂; KQ－100TDE 高频数控超声波清洗品，昆山市超声仪器有限公司 . 

1．2 实验方法

将 800 mL 的蒸馏水加入到 1 000 mL 的烧杯中，后加入 m1( g) 的绝干树脂，饱和溶胀 后取出，擦去表面水，称得重量为 m2( g) ，用蒸馏水将香蕉茎清洗干净→烘干→粉碎→过筛→备用 . 在装有电动搅拌器、冷凝管的 500 mL 三口烧 瓶中加入 150 mL 1 mol /L 的 NaOH 和一定量香蕉茎粉末，并置于 80 ℃的超声波清洗器中超声 2 h，反应结束 后，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，即得香蕉茎纤维 .将一定量丙烯酰胺加入到装有搅拌器、冷凝管、导气管的三口烧瓶中，加入 200 mL 的蒸馏水中进行溶 解，后依次加入香蕉茎纤维、无水亚硫酸钠( 与过硫酸钾摩尔数保持 1 ∶ 1) 、N，N＇－亚甲基双丙烯酰胺，通氮 排除空气，边搅拌边加热到设置温度，加入计量好的过硫酸钾，继续搅拌，保温反应 3 h. 反应结束后，用蒸馏 水洗涤产物，并丙酮洗涤多次，后于 50 ℃真空干燥至恒重 .

2 结果与讨论

随着酰纤比的增加，树脂吸水率逐渐增加，当酰纤比达到 10 g /g 时，树脂吸水率达到最 大，继续增加酰纤比，树脂吸水率反而下降，这是因为随着酰纤比的增大，丙烯酰胺单体量增加，香蕉茎纤维 周边有足够的丙烯酰胺单体可以进行反应，接枝率增大，树脂吸水率也增加，但当酰纤比过大时，丙烯酰胺均 聚量增大，树脂吸水率下降. 因此最佳的酰纤比选择 10 g /g.随着引发剂用量的增加，树脂吸水率逐渐增 加，当引发剂用量达到 1．8%时，树脂吸水率达到最大，继续增加 引发剂用量，树脂吸水率反而下降，这是因为随着引发剂用量的 增大，香蕉茎纤维接枝点增加，促进了树脂三维网状结构的形成， 使得树脂吸水率增大，但当引发剂用量过大时，聚合反应速率过 快，造成了局部过热及爬杆现象，树脂吸水率下降 . 因此最佳 的引发剂用量选择 1．8%.

3 结论 

以香蕉茎纤维和丙烯酰胺为原料，采用过硫酸钾和亚硫酸钠为引发剂，制备了香蕉茎纤维－丙烯酰胺高 吸水树脂，在单因素实验的基础上，利用 Box－Behnken 设计对影响树脂吸水率的酰酸比、反应温度、引发剂 用量和交联剂用量等因素进行四因素三水平的响应面优化，得到了吸水树脂的最佳制备工艺条件为: 酰纤比 9．9 g /g、反应温度 48 ℃、引发剂用量 1．9%和交联剂用量 0．18%. 在此条件下，测得所制备的吸水树脂吸水率 为 461．22 g /g，与预测值相对误差为 0．68%，说明响应面优化香蕉茎纤维－丙烯酰胺高吸水树脂的制备工艺 具有较高的准确性与可靠性，该方法可用于香蕉茎纤维－丙烯酰胺高吸水树脂制备工艺的优化，为香蕉茎资源的开发与利用提供参考 .

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