棉短絨纖維素系高吸水性樹脂的制備及其性能研究.pdf

1、利用棉短絨纖維素作為原料,采用復(fù)合引發(fā)劑體系——過(guò)硫酸鉀(KSB)/亞硫酸鈉、硝酸鈰銨(CAN),引入兩種單體——丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)進(jìn)行接枝共聚,并采用N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)輕度交聯(lián),制備出高吸水性樹脂,在樹脂的復(fù)合化、耐鹽性、穩(wěn)定性等方面作出探索。
　　研究了預(yù)處理方式對(duì)棉短絨制備出的樹脂吸液性能的影響;通過(guò)一系列均勻?qū)嶒?yàn)、正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探討了合成條件中諸多因素對(duì)樹脂接枝效率、吸液倍率的影響,并得出了

2、最佳反應(yīng)條件;對(duì)最佳條件下制備的樹脂進(jìn)行了性能研究;利用紅外光譜、晶相顯微鏡、掃描電鏡對(duì)預(yù)處理的棉短絨及樹脂的結(jié)構(gòu)、形態(tài)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:
　　(1)酸蒸煮、堿蒸煮預(yù)處理棉短絨的效果:通過(guò)對(duì)制備出的高吸水樹脂吸液性能的測(cè)定,可以得出酸蒸煮處理效果較好,硝酸在1mol/L、100℃、30min條件下能夠解除更多的氫鍵作用,游離出更多可以參加反應(yīng)的活性羥基數(shù)量,增加衍生化試劑的滲透能力,最終改善纖維素大分子化學(xué)作用環(huán)境,提高纖維素

3、纖維的反應(yīng)活性。
　　(2)兩種預(yù)處理對(duì)制備樹脂吸水倍率的影響不同,吸液倍率大小與預(yù)處理后棉短絨纖維素的活化程度直接相關(guān)。實(shí)驗(yàn)探討了酸蒸煮、堿蒸煮降解對(duì)其制備樹脂的吸水倍率的影響,并探索出各自最佳降解時(shí)間,分別為30min、45min;制備出的樹脂吸水倍率分別為351倍、285倍。吸0.9％NaCl溶液倍率分別為88倍、67倍。
　　(3)高吸水性樹脂合成的最佳條件:單體與棉短絨纖維素質(zhì)量比為9:1;交聯(lián)劑MBAM用量為單體

4、質(zhì)量的0.50%;AA中和度為75%;引發(fā)劑中KSB為單體質(zhì)量的的0.80%;反應(yīng)時(shí)間4h;反應(yīng)溫度45℃;單體濃度1.6mol/L;m(AA)∶m(AM)=1;m(CAN)∶m(KSB)=1:5;引發(fā)時(shí)間15min;烘干溫度50℃。
　　(4)經(jīng)過(guò)性能測(cè)試及表征,在最佳條件下制備的樹脂具有合理的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),微觀形貌上具備很多的細(xì)孔、島嶼結(jié)構(gòu);在最佳實(shí)驗(yàn)條件下制備的SAP外觀透明無(wú)色,吸水倍率達(dá)561倍;吸0.9%NaCl水溶液

5、達(dá)128.3倍。
　　(5)在相同濃度下,電解質(zhì)溶液種類對(duì)樹脂吸收倍率的影響大小依次為:NaCl>CaCl2>AlCl3;在pH=5～10環(huán)境下,樹脂吸水倍率較理想,并且對(duì)酸環(huán)境比堿環(huán)境更敏感;吸水速率前30分鐘快,30分鐘的時(shí)候幾乎已經(jīng)達(dá)到飽和吸水量;保水性在室溫及50℃條件下較為理想,抑蒸效果明顯;重復(fù)利用效果好,7次利用后,樹脂吸液恢復(fù)率達(dá)89%,吸水倍率205倍;凝膠強(qiáng)度適中,不易粉碎;貯存穩(wěn)定,干燥樹脂粉末不易霉變;丙烯