高吸水性樹脂的合成.pdf

1、高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer,簡稱SAP)是一種含有羧基等強親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的水溶脹型高分子聚合物,高吸水性樹脂的吸水量,可達(dá)自身質(zhì)量的數(shù)百倍,吸水速度非常快,并且保水性強,即使在受熱、加壓條件下也不易失水,對光、熱、酸、堿的穩(wěn)定性好,它的這種特性使其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊。由聚丙烯酸鈉制成的SAP由于吸水性好、價格適中、安全性能較好,所以被廣泛應(yīng)用在一次性的紙尿布、成人失禁用品以及婦女衛(wèi)生用品等個人

2、護(hù)理產(chǎn)品中。作為功能性高分子材料,SAP已成為了目前人們生活不可缺少的材料之一。
　　 高吸水樹脂的合成方法按原料分主要有淀粉系、纖維素系和合成樹脂系三大類,交聯(lián)的聚丙烯酸鹽聚合物被認(rèn)為是最有希望的合成樹脂系吸水材料。丙烯酸鹽的聚合反應(yīng)機理,一般是自由基型的連鎖聚合反應(yīng)。在充分調(diào)研及結(jié)合上海華誼丙烯酸有限公司具有丙烯酸原料優(yōu)勢的前提下,同時從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的環(huán)保等綜合考慮,本論文選擇了以水溶液聚合法生產(chǎn)高吸水樹脂的研究工作。

3、
　　 高吸水樹脂的制備主要有中和反應(yīng)、聚合反應(yīng)、表面交聯(lián)反應(yīng)三個步驟。通過大量的實驗及對反應(yīng)機理的深入研究,同時對各步驟進(jìn)行性能評價,優(yōu)化篩選出了性能優(yōu)良的高吸水樹脂合成工藝及配方。
　　 本論文采用了引發(fā)溫度較低的氧化—還原熱引發(fā)體系為引發(fā)劑,研究了中和反應(yīng)溫度、中和度、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、以及大分子親水化合物對高吸水樹脂吸純水能、吸鹽水能、保水能的影響。實驗結(jié)果表明:聚合反應(yīng)溫度、交聯(lián)劑、引發(fā)劑及中和度的不同直接影響樹

4、脂的產(chǎn)品性能;中和反應(yīng)溫度的高低直接影響反應(yīng)的操作性;隨著親水性物質(zhì)的加入,樹脂的吸水性、耐鹽性有明顯提高。
　　 另外,本論文從合成工藝及產(chǎn)品性能兩方面著手,對合成高吸水性樹脂的原料冰晶形丙烯酸(GAA)中極少部分的阻聚劑、丙烯酸二聚物(DAA)進(jìn)行了深入的研究,實驗結(jié)果表明,阻聚劑含量的高低直接影響制備SAP過程中的聚合誘導(dǎo)期;丙烯酸二聚物含量的高低對產(chǎn)品負(fù)載壓力下的吸鹽水能、常壓下吸純水能及產(chǎn)品中的丙烯酸殘余單體量均有明顯

5、的影響。GAA原料中的阻聚劑及DAA含量降低,產(chǎn)品性能大大提高。
　　 在自由基聚合反應(yīng)過程中,由于聚合反應(yīng)速率快,單體經(jīng)過聚合,瞬間產(chǎn)生大分子,該制備工藝為不可逆反應(yīng),反應(yīng)過程沒有中間產(chǎn)物,隨著反應(yīng)時間的延長,丙烯酸轉(zhuǎn)化率增加,但時間過長生產(chǎn)效率降低、不利于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過優(yōu)化配方,引發(fā)劑選用氧化還原復(fù)配體系,聚合交聯(lián)劑采用復(fù)配交聯(lián)體系,在合理的引發(fā)劑用量,交聯(lián)劑用量,單體濃度和聚合反應(yīng)溫度和時間下,得到了產(chǎn)品分子量均勻,產(chǎn)品