高吸水性樹脂的制備、性能測(cè)試及其應(yīng)用研究

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1、高吸水性樹脂的制備、性能測(cè)試及其應(yīng)用研究高吸水性樹脂用做水晶泥的研究高吸水性樹脂用做水晶泥的研究劉力、羅威摘要：以環(huán)己烷為連續(xù)相，Span-60為懸浮穩(wěn)定劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，N，N’-亞甲基雙丙烯胺為交聯(lián)劑，對(duì)反相懸浮聚合制備聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂進(jìn)行研究。結(jié)果表明，影響合成樹脂吸水率的主要因素是交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)，當(dāng)交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.015%時(shí)，合成樹脂的吸水率出現(xiàn)極大值，而且當(dāng)反應(yīng)溫度控制在75℃，引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%時(shí)所得樹脂的吸水率可達(dá)500g/g。對(duì)合成樹脂吸水、保水性能的進(jìn)一步測(cè)試發(fā)現(xiàn)，樹脂的初始階段吸水速率

2、較快，隨著吸水時(shí)間的延長逐步下降，當(dāng)樹脂吸水飽和后水分損失很慢，在120℃下100min僅損失17.2%。關(guān)鍵詞：高吸水性樹脂，聚丙烯酸鈉，Span-60，吐溫-40，交聯(lián)劑，分散劑，引發(fā)劑。一、背景介紹高吸水性樹脂(superabsorbentpolymer,SAP),自上世紀(jì)70年代開發(fā)成功以來,已經(jīng)得到了深入的研究和廣泛的應(yīng)用。在美國等發(fā)達(dá)國家，高吸水性樹脂的歷史已有近40年，而在我國，它僅有10余年的發(fā)展史，對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)來說是一種新產(chǎn)品，雖然國內(nèi)有許多單位已研究開發(fā)出產(chǎn)品并建立了生產(chǎn)裝臵，但是國產(chǎn)超強(qiáng)吸水劑產(chǎn)品尚未形

3、成規(guī)模生產(chǎn)，其原因是由于生產(chǎn)技術(shù)落后而導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高，產(chǎn)品性能沒有及時(shí)改進(jìn)而且產(chǎn)品的應(yīng)用研究較少。高吸水性樹脂是一種輕度交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子,其分子鏈上具有很多親水基團(tuán)，如羥基、羧基、酰胺基、磺酸基等,故吸水能力很強(qiáng),能吸收自身重量的幾百倍甚至幾千倍的水,并且加壓不淌出。由于高吸水性樹脂與常見的吸水性材料如紙,布等相比,具有很多優(yōu)點(diǎn),是一種新型的功能性高分子材料,因而它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)林業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活中。高吸水性聚丙烯酸鈉含有-COONa基團(tuán),其親水性要比含-OH、-COOH、-CONH2等1高吸水性樹脂用做

4、水晶泥的研究親水基團(tuán)的高分子要強(qiáng),其吸水性能優(yōu)良,且是高安全性化合物，并具有一定的生物降解性。因此，高吸水性樹脂的研究與應(yīng)用就顯得十分重要。本文主要綜述作者經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究改進(jìn)的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂的制備方法，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其吸水性能進(jìn)行測(cè)定,對(duì)其吸水機(jī)理以及其功能與應(yīng)用方面進(jìn)行試探性研究。二、實(shí)驗(yàn)意義高吸水性樹脂在當(dāng)今各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著它不可替代的作用，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中以丙烯酸和丙烯酸銨作為單體，以過硫酸鉀為引發(fā)劑，以N-N’亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑制備高吸水性樹脂，對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試，并考慮各種影響因素，對(duì)制備方案進(jìn)行了改進(jìn)

5、，使產(chǎn)品吸水率、凝膠強(qiáng)度和吸水速度、抗鹽性等性能得到提高，以利于其產(chǎn)物的美觀和實(shí)用性。同時(shí)我們將產(chǎn)物應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其功能很好。我們實(shí)驗(yàn)的目的就是要將產(chǎn)物的性能達(dá)到最優(yōu)化，同時(shí)，能將其吸水的特性廣泛而普遍的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。三、高吸水性樹脂的制備（一）、主要原材料及儀器、用品：丙烯酸（化學(xué)純）、氫氧化鈉（化學(xué)純）、過硫酸銨（分析純）、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺（分析純）、Span-60（化學(xué)純，成分為單硬脂酸脫水山梨醇酯）、吐溫40（化學(xué)純，成分為聚氧乙烯山梨酸醇酐酯）、碳酸鈣、環(huán)己烷、無水氯化鈣（化學(xué)純）、甲基橙

6、、甲基藍(lán)、品紅等指示劑。鐵架臺(tái)（帶鐵夾、鐵圈）兩個(gè)、三口燒瓶一個(gè)、100度溫度計(jì)一支、不同大小燒杯若干、石棉網(wǎng)一個(gè)、玻璃棒一支、攪拌器一臺(tái)、回流冷凝裝臵一2高吸水性樹脂用做水晶泥的研究套、250mL容量瓶一個(gè)、分析天平一臺(tái)、托盤天平一臺(tái)、專用藥匙若干、恒溫烘箱一臺(tái)。PH試紙、配色用顏料若干種。（二）、實(shí)驗(yàn)原理：丙烯酸類吸水劑是以丙烯酸為原料，通過聚合的方法制造吸水性材料的，而聚丙烯酸鹽就是其中一種，制造聚丙烯酸類吸水劑所用的原料有單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑以及堿等。在本實(shí)驗(yàn)中，我們所用的單體為丙烯酸（CH2=CH-COOH），引

7、發(fā)劑為過硫酸銨（NH4S2O8），交聯(lián)劑為N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，堿為氫氧化鈉，其制造原理為自由基連鎖聚合反應(yīng)，反應(yīng)原理為：它是利用在丙烯酸鹽聚合時(shí)進(jìn)行劇烈反應(yīng)，就可得到不溶性聚合物。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意式如下：其主鏈上的—COOH、—COONa基團(tuán)是影響樹脂吸水性的主要基團(tuán)，交聯(lián)劑則在形成網(wǎng)絡(luò)密度方面起重要作用。如交聯(lián)劑使用得當(dāng)，即能形成合適的高分子網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)密度，從而達(dá)到一定的吸水性能，交聯(lián)劑分子鏈的長短、反應(yīng)基團(tuán)的活性及所含親水基團(tuán)的數(shù)目，都對(duì)樹脂的吸水性能產(chǎn)生較大的影3高吸水性樹脂用做水晶泥的研究響。（三）、制備方法

8、和步驟：1、在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中加入一定量環(huán)己烷和Span-60，攪拌下加熱到45℃，使Span-60充分溶解。2、在一個(gè)潔凈燒杯中加入一定量的丙烯酸,然后緩慢滴加濃度為30%的氫氧化鈉溶液,使其中和度為60%—90%。并向該燒杯中加入去離子水將單體（即丙烯酸鈉）濃度稀釋至30%