一種改性玉米芯動物墊料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種實驗動物墊料的制備方法，特別是一種適宜嚙齒類實驗動物使用的改性玉米芯墊料的制備方法。
【背景技術】
[0002]實驗動物墊料主要用于吸潮并為實驗動物提供舒適和具有隔熱性能的營巢材料，因而多為接觸型墊料，使用時直接鋪墊在動物體下，能吸潮、吸氨，但吸水性不能過強，以免造成初生動物脫水。對于實驗動物墊料的要求，除上述吸潮、吸氨性能及不過分散碎以夕卜，還需具有不可食用、柔軟、不易產生粉塵等性質，更不得含有病原微生物、殺蟲劑及其它有毒化學物質，也不可含有野生動物排泄物、昆蟲及其排泄物，還不可含有會影響動物體各種酶系統的天然揮發性物質。
[0003]目前，國際上較常用的實驗動物墊料為專門加工的碎木肩和碎玉米芯，小型嚙齒類動物墊料則多以優質木肩、刨花為原料制造。在歐、美國家，實驗動物墊料的生產有專業工廠，產品經選料、破碎、除塵、干燥、包裝、滅菌等工序制造，質量要求非常嚴格，造價較高；在日本，實驗動物墊料多從美國進口，造價更高。
[0004]而我國目前所使用的實驗動物墊料多為木材加工廠廢棄的刨花、木肩(從普通級到SPF級皆如此)，雖然價格低廉，但質量太差。
[0005]近年來，科技人員對木質墊料的深入研宄表明:木質墊料能在很大程度上影響動物實驗的結果，許多木材，如松、柏等因含有芳香物質不宜做實驗動物的墊料，另一方面使用木質墊料也造成木材的浪費，從環境保護的角度來講也是非常不適宜的，因而開發一種新型優質實驗動物墊料非常必要。
[0006]在“實驗動物新型墊料的開發”[《上海實驗動物科學》，1991，11(4): 199?201] —文中，王煥山提出使用蒲草作為墊料，但是蒲草只生長在東北地區。之后，郭健等以“應用以玉米芯為原料的清潔實驗動物墊料飼養動物實驗報告”[《北京實驗動物科學》(3)，1992，28?29，54] 一文披露:使用玉米芯做動物墊料，對于實驗動物的生長和繁殖與木肩相比，可以提高仔鼠體重增長率及母鼠受孕率，可縮短母鼠離乳后的休息時間；李寶文等以“玉米芯墊料替代刨花墊料后動物的換窩頻度”[《實驗動物科學》，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“實驗動物墊料毒性安全評價進展”[《中國比較醫學雜志》，2007, (17),4, 245-248] 一文披露:通過對實驗動物墊料的毒性進行安全評價，認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”[第九屆中國北方實驗動物科技年會會議論文.2011年黑龍江伊春]披露:通過實驗證明，玉米芯具有吸水性、保濕性、保溫性、隔熱性、動物適應性較好，常規消毒無細菌和真菌殘留，對小鼠無毒，不含可維持小鼠生命的營養，粉末率基本為零等優點，是一種較理想的實驗動物墊料。但天然的玉米芯吸水率只有168.47%，遠遠低于常用墊料一一楊木刨花的434.95%，僅為后者的1/3多，直接用作動物墊料，吸水率不足，會直接影響實驗動物的舒適性與養殖環境的潔凈度。
[0007]“玉米芯接枝共聚物的制備及表征”[《應用化工》，2013, (42) 8，1492-1493，1500]、“高吸水性樹脂玉米芯接枝共聚物的性能研宄”[《化學新型材料》，2009，
(37)7，111-112，117]、“玉米芯-g-聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/鈉基蒙脫土復合高吸水性樹脂的制備及表征”[《化工新型材料》，2013，(42) 10, 124-127]記載了宋艷等對玉米芯進行的改性研宄，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，仍達不到常用木質墊料的水平。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提出一種改性玉米芯動物墊料的制備方法，該方法利用丙烯酸類化合物對玉米芯進行接枝改性，在保持天然玉米芯原有特性的基礎上，提高其吸水性，使之成為理想的實驗動物墊料。
[0009]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0010]一、預處理
[0011]將天然的玉米芯粉碎成粒徑為0.3?0.6cm的顆粒，潤濕，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、將步驟一預處理后的玉米芯顆粒放到反應容器中，加入適量的水為反應提供介質，攪拌并升溫至30?100°C ;
[0013]三、以重量百分比計，加入預改性玉米芯顆粒I?2%的引發劑；
[0014]四、加入引發劑10分鐘后，按預改性玉米芯顆粒與用于對其進行接枝改性的丙烯酸類化合物重量比為1:0.2?5的比例向反應容器中緩慢滴加丙烯酸類化合物，進行接枝共聚反應0.5?24小時，然后加入適量阻聚劑，攪拌，反應0.5小時后，停止反應，產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、非常適宜嚙齒類實驗動物使用的改性玉米芯墊料。
[0015]上述的改性玉米芯動物墊料的制備方法，向反應容器中緩慢滴加丙烯酸類化合物對玉米芯進行接枝改性的過程中，為了提高接枝效果，還可以以重量百分比計，加入預改性玉米芯顆粒I?2%的交聯劑，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物墊料的制備方法，步驟二將預改性玉米芯顆粒與適量的水加入到反應容器中后，攪拌并升溫，優選升溫至30?60°C。
[0017]上述的改性玉米芯動物墊料的制備方法，使用的引發劑可以是過二硫酸鹽，如過二硫酸銨、過二硫酸鉀等；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物墊料的制備方法，步驟四優選的按預改性玉米芯顆粒與用于對其進行接枝改性的丙烯酸類化合物重量比為1:0.3?0.8的比例向反應容器中緩慢滴加丙烯酸類化合物。
[0019]上述的改性玉米芯動物墊料的制備方法，用于對玉米芯進行接枝改性的丙烯酸類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物墊料的制備方法，用丙稀酸類化合物對玉米芯進行接枝改性的共聚反應時間優選為2?6小時。
[0021]上述的改性玉米芯動物墊料的制備方法，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]本發明所提供的改性玉米芯動物墊料的制備方法，工藝簡單、實用、易操作、產品優品率高，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實驗動物使用，而作為動物墊料，通過延長更換時間，可降低工作人員勞動強度，降低飼養動物的成本，同時還可提高廢棄農副產品的附加值。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步說明，但并不限制本發明的保護范圍。
[0024]實施例一:
[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，加水攪拌潤濕，然后加入2mol/L的NaOH溶液浸泡2小時，再用水洗滌玉米芯顆粒至中性，最后離心脫水，干燥，備用；
[0026]稱取10.0g預處理后的玉米芯顆粒，放入500mL三口瓶中，加350mL去離子水為反應提供介質，攪拌0.5小時并升溫至60°C，加入1mL溶有0.2g過二硫酸銨的水溶液，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，進行接枝共聚反應3小時，然后加入適量氫酯單甲醚(MQ)，攪拌，反應0.5小時后，停止反應，產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，加水攪拌潤濕，然后加入2mol/L的NaOH溶液浸泡I小時，再用水洗滌玉米芯顆粒至中性，最后離心脫水，干燥，備用；
[0029]稱取10.0g預處理后的玉米芯顆粒，放入500mL三口瓶中，加350mL去離子水為反應提供介質，攪拌0.5小時并升溫至60°C，加入1mL溶有0.2g過二硫酸銨的水溶液，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0.5小時后再加入適量N, N—亞甲基雙丙烯酰胺，繼續接枝共聚反應3小時，然后加入適量銅鹽(A1-61R)，攪拌，反應0.5小時后，停止反應，產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]實施例三:
[0031]將粉碎成粒徑為0.3?0.6