一種改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的制備方法，特別是一種適宜嚙齒類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的改性玉米芯墊料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料主要用于吸潮并為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物提供舒適和具有隔熱性能的營(yíng)巢材料，因而多為接觸型墊料，使用時(shí)直接鋪墊在動(dòng)物體下，能吸潮、吸氨，但吸水性不能過(guò)強(qiáng)，以免造成初生動(dòng)物脫水。對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的要求，除上述吸潮、吸氨性能及不過(guò)分散碎以夕卜，還需具有不可食用、柔軟、不易產(chǎn)生粉塵等性質(zhì)，更不得含有病原微生物、殺蟲(chóng)劑及其它有毒化學(xué)物質(zhì)，也不可含有野生動(dòng)物排泄物、昆蟲(chóng)及其排泄物，還不可含有會(huì)影響動(dòng)物體各種酶系統(tǒng)的天然揮發(fā)性物質(zhì)。
[0003]目前，國(guó)際上較常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料為專(zhuān)門(mén)加工的碎木肩和碎玉米芯，小型嚙齒類(lèi)動(dòng)物墊料則多以優(yōu)質(zhì)木肩、刨花為原料制造。在歐、美國(guó)家，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的生產(chǎn)有專(zhuān)業(yè)工廠，產(chǎn)品經(jīng)選料、破碎、除塵、干燥、包裝、滅菌等工序制造，質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，造價(jià)較高；在日本，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料多從美國(guó)進(jìn)口，造價(jià)更高。
[0004]而我國(guó)目前所使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料多為木材加工廠廢棄的刨花、木肩(從普通級(jí)到SPF級(jí)皆如此)，雖然價(jià)格低廉，但質(zhì)量太差。
[0005]近年來(lái)，科技人員對(duì)木質(zhì)墊料的深入研宄表明:木質(zhì)墊料能在很大程度上影響動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，許多木材，如松、柏等因含有芳香物質(zhì)不宜做實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的墊料，另一方面使用木質(zhì)墊料也造成木材的浪費(fèi)，從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)講也是非常不適宜的，因而開(kāi)發(fā)一種新型優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料非常必要。
[0006]在“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物新型墊料的開(kāi)發(fā)”[《上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)》，1991，11(4): 199?201] —文中，王煥山提出使用蒲草作為墊料，但是蒲草只生長(zhǎng)在東北地區(qū)。之后，郭健等以“應(yīng)用以玉米芯為原料的清潔實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料飼養(yǎng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)告”[《北京實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)》(3)，1992，28?29，54] 一文披露:使用玉米芯做動(dòng)物墊料，對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖與木肩相比，可以提高仔鼠體重增長(zhǎng)率及母鼠受孕率，可縮短母鼠離乳后的休息時(shí)間；李寶文等以“玉米芯墊料替代刨花墊料后動(dòng)物的換窩頻度”[《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)》，2009，(26)，4，65-68] —文披露:在使用相同體積(厚度)墊料的情況下，玉米芯墊料可以獲得比柳木刨花墊料更好的吸水和氨吸附能力，從而可以減少墊料更換頻率；王艷蓉等以“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料毒性安全評(píng)價(jià)進(jìn)展”[《中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志》，2007, (17),4, 245-248] 一文披露:通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的毒性進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，認(rèn)定玉米芯是較好的墊料原料；詹紅微等以論文“三種殘留作為SPF小鼠墊料的性能比較”[第九屆中國(guó)北方實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技年會(huì)會(huì)議論文.2011年黑龍江伊春]披露:通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，玉米芯具有吸水性、保濕性、保溫性、隔熱性、動(dòng)物適應(yīng)性較好，常規(guī)消毒無(wú)細(xì)菌和真菌殘留，對(duì)小鼠無(wú)毒，不含可維持小鼠生命的營(yíng)養(yǎng)，粉末率基本為零等優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料。但天然的玉米芯吸水率只有168.47%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常用墊料一一楊木刨花的434.95%，僅為后者的1/3多，直接用作動(dòng)物墊料，吸水率不足，會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的舒適性與養(yǎng)殖環(huán)境的潔凈度。
[0007]“玉米芯接枝共聚物的制備及表征”[《應(yīng)用化工》，2013, (42) 8，1492-1493，1500]、“高吸水性樹(shù)脂玉米芯接枝共聚物的性能研宄”[《化學(xué)新型材料》，2009，
(37)7，111-112，117]、“玉米芯-g-聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/鈉基蒙脫土復(fù)合高吸水性樹(shù)脂的制備及表征”[《化工新型材料》，2013，(42) 10, 124-127]記載了宋艷等對(duì)玉米芯進(jìn)行的改性研宄，制備的高吸水材料吸水率:蒸餾水為298.36g/g、0.9%生理鹽水為48.1g/g，仍達(dá)不到常用木質(zhì)墊料的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提出一種改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，該方法利用丙烯酸類(lèi)化合物對(duì)玉米芯進(jìn)行接枝改性，在保持天然玉米芯原有特性的基礎(chǔ)上，提高其吸水性，使之成為理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0010]一、預(yù)處理
[0011]將天然的玉米芯粉碎成粒徑為0.3?0.6cm的顆粒，潤(rùn)濕，然后用堿液浸泡，再用水洗滌玉米芯顆粒至中性，或用堿液浸泡后，再加入稀酸調(diào)溶液的PH值至中性，之后再用水洗滌玉米芯顆粒，最后脫水，干燥，備用；
[0012]二、將步驟一預(yù)處理后的玉米芯顆粒放到反應(yīng)容器中，加入適量的水為反應(yīng)提供介質(zhì)，攪拌并升溫至30?100°C ;
[0013]三、以重量百分比計(jì)，加入預(yù)改性玉米芯顆粒I?2%的引發(fā)劑；
[0014]四、加入引發(fā)劑10分鐘后，按預(yù)改性玉米芯顆粒與用于對(duì)其進(jìn)行接枝改性的丙烯酸類(lèi)化合物重量比為1:0.2?5的比例向反應(yīng)容器中緩慢滴加丙烯酸類(lèi)化合物，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)0.5?24小時(shí)，然后加入適量阻聚劑，攪拌，反應(yīng)0.5小時(shí)后，停止反應(yīng)，產(chǎn)物用水洗滌至中性止，脫水，干燥，滅菌，即得吸水率在364?578%之間、非常適宜嚙齒類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的改性玉米芯墊料。
[0015]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，向反應(yīng)容器中緩慢滴加丙烯酸類(lèi)化合物對(duì)玉米芯進(jìn)行接枝改性的過(guò)程中，為了提高接枝效果，還可以以重量百分比計(jì)，加入預(yù)改性玉米芯顆粒I?2%的交聯(lián)劑，如N，N—亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基苯、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺等，但不限于以上化合物。
[0016]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，步驟二將預(yù)改性玉米芯顆粒與適量的水加入到反應(yīng)容器中后，攪拌并升溫，優(yōu)選升溫至30?60°C。
[0017]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，使用的引發(fā)劑可以是過(guò)二硫酸鹽，如過(guò)二硫酸銨、過(guò)二硫酸鉀等；也可以是硫酸亞鐵銨-雙氧水、硝酸鈰銨等。
[0018]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，步驟四優(yōu)選的按預(yù)改性玉米芯顆粒與用于對(duì)其進(jìn)行接枝改性的丙烯酸類(lèi)化合物重量比為1:0.3?0.8的比例向反應(yīng)容器中緩慢滴加丙烯酸類(lèi)化合物。
[0019]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，用于對(duì)玉米芯進(jìn)行接枝改性的丙烯酸類(lèi)化合物可以是丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸正丙酯等，但不限于以上化合物。
[0020]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，用丙稀酸類(lèi)化合物對(duì)玉米芯進(jìn)行接枝改性的共聚反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為2?6小時(shí)。
[0021]上述的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，使用的阻聚劑可以是丙酸銅(A1-61A)、吩噻嗪(PZ)、氫酯單甲醚(MQ)、氫醌(HQ)、銅鹽(A1-61R)等。
[0022]本發(fā)明所提供的改性玉米芯動(dòng)物墊料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單、實(shí)用、易操作、產(chǎn)品優(yōu)品率高，由于制得的墊料吸水率在364?578%之間，且除了提高玉米芯的吸水率以外，保持了天然玉米芯的其它所有原有特性，因而非常適宜嚙齒類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用，而作為動(dòng)物墊料，通過(guò)延長(zhǎng)更換時(shí)間，可降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，降低飼養(yǎng)動(dòng)物的成本，同時(shí)還可提高廢棄農(nóng)副產(chǎn)品的附加值。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]實(shí)施例一:
[0025]將粉碎成粒徑為0.3?0.6cm顆粒的天然玉米芯顆粒裝入三口瓶中，加水?dāng)嚢铦?rùn)濕，然后加入2mol/L的NaOH溶液浸泡2小時(shí)，再用水洗滌玉米芯顆粒至中性，最后離心脫水，干燥，備用；
[0026]稱(chēng)取10.0g預(yù)處理后的玉米芯顆粒，放入500mL三口瓶中，加350mL去離子水為反應(yīng)提供介質(zhì)，攪拌0.5小時(shí)并升溫至60°C，加入1mL溶有0.2g過(guò)二硫酸銨的水溶液，20分鐘后，將10.0g丙烯酰胺單體溶于50mL水中，緩慢滴加至三口瓶中，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)3小時(shí)，然后加入適量氫酯單甲醚(MQ)，攪拌，反應(yīng)0.5小時(shí)后，停止反應(yīng)，產(chǎn)物用水洗滌至中性止，離心脫水，干燥，滅菌，即得吸水率為364%的改性玉米芯墊料。
[0027]實(shí)施例二:
[0028]將粉碎成粒徑為0.3?0.6cm顆粒的天然玉米芯顆粒裝入三口瓶中，加水?dāng)嚢铦?rùn)濕，然后加入2mol/L的NaOH溶液浸泡I小時(shí)，再用水洗滌玉米芯顆粒至中性，最后離心脫水，干燥，備用；
[0029]稱(chēng)取10.0g預(yù)處理后的玉米芯顆粒，放入500mL三口瓶中，加350mL去離子水為反應(yīng)提供介質(zhì)，攪拌0.5小時(shí)并升溫至60°C，加入1mL溶有0.2g過(guò)二硫酸銨的水溶液，20分鐘后，將10.0g丙烯酰胺單體溶于50mL水中，緩慢滴加至三口瓶中，反應(yīng)0.5小時(shí)后再加入適量N, N—亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)接枝共聚反應(yīng)3小時(shí)，然后加入適量銅鹽(A1-61R)，攪拌，反應(yīng)0.5小時(shí)后，停止反應(yīng)，產(chǎn)物用水洗滌至中性止，離心脫水，干燥，滅菌，即得吸水率為443%的改性玉米芯墊料。
[0030]實(shí)施例三:
[0031]將粉碎成粒徑為0.3?0.6