小麥淀粉制備SAP工藝及機理研究.pdf

1、高吸水樹脂(SAP)是一種特殊的功能性聚合物，具有獨特的三維網絡結構，可以吸收自身重量的幾十倍甚至幾千倍的水而且不易失去，是近年來合成的一種新型材料。本文主要研究了以小麥淀粉為原料，過硫酸銨為引發(fā)劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑合成小麥淀粉基高吸水樹脂、高凝膠強度高吸水樹脂、多孔高吸水樹脂三種高性能高吸水樹脂。同時對高吸水樹脂的吸液機理進行研究分析，具體內容如下:
　　(1)水溶液法合成小麥淀粉基高吸水樹脂的工藝。主要以吸水倍

2、率為參考指標，考察了過硫酸銨、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚合時間、聚合溫度、中和度五個因素對吸水率的影響。用X-ray和IR對共聚物結構進行了表征。試驗結果表明:小麥淀粉基高吸水樹脂的最佳合成工藝，交聯(lián)劑添加量0.03％，過硫酸銨為0.11％，聚合時間1h，中和度60％，聚合溫度50℃，此時吸水率為1320g/g。X-ray和FT-IR結果表明小麥淀粉和丙烯酸發(fā)生了接枝共聚反應。
　　(2)以小麥淀粉為原料，通過加入高嶺土、順丁烯

3、二酸、改變糊化水用量，與丙烯酸接枝共聚制備具有較高凝膠強度的高吸水樹脂，考察了N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土、順丁烯二酸和糊化水用量對高吸水樹脂凝膠強度和吸水率的影響，并引入隸屬度考察各因素對綜合分值的整體影響。研究表明:高嶺土添加量為5.62％，交聯(lián)劑添加量為0.07％，順丁烯二酸添加量為12.87％，淀粉/水為6％，此時高凝膠強度高吸水樹脂綜合分值為0.615。同時用普通高吸水樹脂和高凝膠強度高吸水樹脂做保水率和重復吸水率研究，發(fā)

4、現(xiàn)凝膠強度高的高吸水樹脂具有較好的重復吸水能力和保水能力。
　　(3)采用水溶液法制備多孔高吸水樹脂，用SEM對共聚物結構進行了表征，探討了黑曲霉菌液量、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度以及NaOH添加量等條件對多孔高吸水樹脂吸水速率的影響。結果表明:菌液添加量為15.05％，培養(yǎng)溫度48.45℃，培養(yǎng)時間3.06d，NaOH添加量為8g時，此時多孔高吸水樹脂的吸水速率為59.91g/(g*h)，比同粒徑大小的高吸水樹脂吸水速率提高86.1％。

5、SEM結構表征顯示添加黑曲霉菌液后，樹脂形成明顯孔狀結構。
　　(4)測定了高吸水樹脂在NaCl、KCl、MgCl2、 CaCl2溶液中吸液率和吸附鹽離子率，研究高吸水樹脂對NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2的吸附熱力學和吸附動力學。結果表明:高吸水樹脂的吸液率和吸附鹽離子率與鹽溶液中陽離子的價態(tài)有關，對二價陽離子的吸附能力遠小于一價陽離子，吸附Na+、 K+的平衡常數(shù)b和速率常數(shù)ks遠大于吸附Ca2+、Mg2+平衡常數(shù)b和