新型高吸水樹脂的制備及性能研究.pdf

1、高吸水性樹脂是一類新型的功能性高分子材料。由于獨特的吸水、保水性能，高吸水樹脂在醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林園藝、荒漠治理等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。吸水倍率、耐鹽性、吸水速率及凝膠強度是衡量高吸水性樹脂性能的幾項重要指標(biāo)。研究具有吸水倍率高、耐鹽性能好、吸水速率快及凝膠強度高的高吸水性樹脂已經(jīng)成為該領(lǐng)域的主要研究方向。 本課題根據(jù)自由基接枝聚合原理，利用淀粉與部分中和的丙烯酸接枝共聚制備高吸水樹脂。通過單因素法系統(tǒng)的討論了原料中淀粉與丙烯酸的配

2、比、丙烯酸的中和度、引發(fā)劑的用量、交聯(lián)劑的用量及反應(yīng)溫度等基本反應(yīng)條件對產(chǎn)品吸水倍率及吸鹽水倍率的影響，確定了最佳合成工藝條件。同時，為了提高產(chǎn)品耐鹽性、保水能力及吸水速率等性能，在產(chǎn)品聚合初期添加粘土，使粘土與淀粉-丙烯酸共聚。選擇了高嶺土為研究對象，并對高嶺土復(fù)合的淀粉-丙烯酸高吸水樹脂與淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂的吸水倍率、吸鹽水倍率、吸水速率、保水能力、表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性等性能進行了對比研究。 采用水溶液法制備出淀粉接

3、枝丙烯酸高吸水樹脂，優(yōu)化的最佳工藝條件為：淀粉和單體丙烯酸的摩爾比為15：85，丙烯酸的中和度為80％，交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為單體總量的0.13％，引發(fā)劑過硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為單體的0.45％，聚合反應(yīng)溫度為65℃。產(chǎn)品性能測試結(jié)果：吸水倍率545g/g；吸鹽水的倍率85g/g；吸水速率即吸水樹脂吸水達(dá)到飽和所需時間為120min;在承壓重量達(dá)200g時，它的保水能力為40％。 利用上述的優(yōu)化工藝條件，選擇三種粘

4、土(硅藻土、活性白土、高嶺土)分別與淀粉-丙烯酸共聚，測試三種產(chǎn)品的耐鹽性和吸水速率等性能，結(jié)果表明高嶺土復(fù)合的產(chǎn)品性能最佳。選擇高嶺土為研究對象，制備高嶺土復(fù)合淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂，并研究高嶺土的添加量對產(chǎn)品性能的影響。當(dāng)高嶺土含量為10％時，產(chǎn)品性能最佳，測得該產(chǎn)品吸鹽水倍率可達(dá)110g/g；吸水速率在60分鐘達(dá)到飽和；承壓重量200g時產(chǎn)品的保水能力為50％，比淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂在耐鹽性、吸水速率及保水能力上都有較大提高

5、。 通過紅外光譜對粘土復(fù)合淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)進行了分析，結(jié)果表明粘土中的羥基與淀粉丙烯酸等單體中的極性基團進行了很好的鍵合；熱重分析結(jié)果表明產(chǎn)品具有良好的熱穩(wěn)定性；掃描電鏡圖分析結(jié)果表明產(chǎn)品表面具有大量孔洞和裂縫的層狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 研究了高嶺土復(fù)合淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂吸水凝膠對環(huán)境的應(yīng)答性能。結(jié)果表明，凝膠的溶脹比隨著鹽的陽離子種類不同而變化，由大到小的順序K+＞Na+＞Ca2+；當(dāng)陽離子相同而鹽的陰