優化香蕉莖纖維（博迅GZX-9070MBE使用）

1 材料與方法 

1．1 原料及儀器 

香蕉莖纖維，自制; 過硫酸鉀，分析純，天津福晨化學試劑廠; 無水亞硫酸鈉，分析純，汕頭西隴化工股份 有限公司; N，N＇－亞甲基雙丙烯酰胺，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司; 其它試劑為市售分析純 . GZX－9070MBE 數顯鼓風干燥箱，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司; HH－2 型恒溫水浴鍋，金壇市 新航儀器廠; KQ－100TDE 高頻數控超聲波清洗品，昆山市超聲儀器有限公司 . 

1．2 實驗方法

將 800 mL 的蒸餾水加入到 1 000 mL 的燒杯中，后加入 m1( g) 的絕干樹脂，飽和溶脹 后取出，擦去表面水，稱得重量為 m2( g) ，用蒸餾水將香蕉莖清洗干凈→烘干→粉碎→過篩→備用 . 在裝有電動攪拌器、冷凝管的 500 mL 三口燒 瓶中加入 150 mL 1 mol /L 的 NaOH 和一定量香蕉莖粉末，并置于 80 ℃的超聲波清洗器中超聲 2 h，反應結束 后，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，即得香蕉莖纖維 .將一定量丙烯酰胺加入到裝有攪拌器、冷凝管、導氣管的三口燒瓶中，加入 200 mL 的蒸餾水中進行溶 解，后依次加入香蕉莖纖維、無水亞硫酸鈉( 與過硫酸鉀摩爾數保持 1 ∶ 1) 、N，N＇－亞甲基雙丙烯酰胺，通氮 排除空氣，邊攪拌邊加熱到設置溫度，加入計量好的過硫酸鉀，繼續攪拌，保溫反應 3 h. 反應結束后，用蒸餾 水洗滌產物，并丙酮洗滌多次，后于 50 ℃真空干燥至恒重 .

2 結果與討論

隨著酰纖比的增加，樹脂吸水率逐漸增加，當酰纖比達到 10 g /g 時，樹脂吸水率達到最 大，繼續增加酰纖比，樹脂吸水率反而下降，這是因為隨著酰纖比的增大，丙烯酰胺單體量增加，香蕉莖纖維 周邊有足夠的丙烯酰胺單體可以進行反應，接枝率增大，樹脂吸水率也增加，但當酰纖比過大時，丙烯酰胺均 聚量增大，樹脂吸水率下降. 因此最佳的酰纖比選擇 10 g /g.隨著引發劑用量的增加，樹脂吸水率逐漸增 加，當引發劑用量達到 1．8%時，樹脂吸水率達到最大，繼續增加 引發劑用量，樹脂吸水率反而下降，這是因為隨著引發劑用量的 增大，香蕉莖纖維接枝點增加，促進了樹脂三維網狀結構的形成， 使得樹脂吸水率增大，但當引發劑用量過大時，聚合反應速率過 快，造成了局部過熱及爬桿現象，樹脂吸水率下降 . 因此最佳 的引發劑用量選擇 1．8%.

3 結論 

以香蕉莖纖維和丙烯酰胺為原料，采用過硫酸鉀和亞硫酸鈉為引發劑，制備了香蕉莖纖維－丙烯酰胺高 吸水樹脂，在單因素實驗的基礎上，利用 Box－Behnken 設計對影響樹脂吸水率的酰酸比、反應溫度、引發劑 用量和交聯劑用量等因素進行四因素三水平的響應面優化，得到了吸水樹脂的最佳制備工藝條件為: 酰纖比 9．9 g /g、反應溫度 48 ℃、引發劑用量 1．9%和交聯劑用量 0．18%. 在此條件下，測得所制備的吸水樹脂吸水率 為 461．22 g /g，與預測值相對誤差為 0．68%，說明響應面優化香蕉莖纖維－丙烯酰胺高吸水樹脂的制備工藝 具有較高的準確性與可靠性，該方法可用于香蕉莖纖維－丙烯酰胺高吸水樹脂制備工藝的優化，為香蕉莖資源的開發與利用提供參考 .

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