丙烯酸高吸水性樹脂的制備

《丙烯酸高吸水性樹脂的制備》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、聚丙烯酸高吸水性樹脂的制備何琪琪摘要淀粉類高吸水性樹脂，由于其降解性好，對(duì)環(huán)境友好，成為吸水樹脂領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，并取得了較大的研究成果。高吸水性樹脂或水凝膠是一類重要的部分交聯(lián)聚合材料，它能夠吸收大量的液體，通常是水。高吸水性樹脂的制備方法多種多樣，商業(yè)上，高吸水性聚合物主要是以丙烯酸作為主要成分來生產(chǎn)的。本文是以過硫酸銨為引發(fā)劑，將淀粉與丙烯酸、丙烯酰胺在水溶液中接枝聚合制備高吸水性樹脂，通過考察單體與淀粉、交聯(lián)劑、引發(fā)劑的質(zhì)量比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等不同的影響因素，探尋制備高吸水性樹脂的最佳工藝條件與方法，從而得到吸水率高、吸水性強(qiáng)且能夠多次反復(fù)有效吸水的高吸水性樹脂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

2、當(dāng)單體與淀粉的質(zhì)量比為6-7，單體與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為3-3.5，引發(fā)劑占單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，反應(yīng)時(shí)間2.5-3h，反應(yīng)溫度60℃時(shí)，可以合成具有較好吸水性能的高吸水性樹脂，在自來水中吸水倍率可達(dá)65-75g/g。關(guān)鍵詞：高吸水性樹脂；丙烯酸；丙烯酰胺；淀粉II目錄摘要IAbstractII第1章引言11.1論文選題緣由11.2課題的研究背景11.2.1國內(nèi)外研究進(jìn)展11.2.2高吸水性樹脂的應(yīng)用21.2.3高吸水性樹脂的性能研究41.351.461.5今后產(chǎn)品研發(fā)的方向和展望7第2章實(shí)驗(yàn)部分92.1實(shí)驗(yàn)試劑92.2實(shí)驗(yàn)儀器92.3實(shí)驗(yàn)原理92.4實(shí)驗(yàn)步驟102.4.1丙烯酸中和10

3、2.4.2淀粉糊化102.4.3接枝共聚102.4.4吸水能力測(cè)試102.4.5接枝特征參數(shù)的計(jì)算10第3章123.1123.2133.3143.4163.517第4章結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致謝21II第1章引言1.1論文選題緣由淀粉原料來源廣，種類多，產(chǎn)量豐富，用途廣泛。近年來隨著淀粉科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)淀粉進(jìn)行二次加工，改變其性質(zhì)使其更適于應(yīng)用的要求，這種二次加工的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉，淀粉接枝共聚是淀粉改性的重要方法之一。高吸水性樹脂(SuperAbsorbentPolymer，SAP)是一種含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)，并具有一定交聯(lián)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物[1]。它不溶于水，也不溶于

4、有機(jī)溶劑，具有獨(dú)特的吸水和保水性能，同時(shí)具備高分子材料的優(yōu)點(diǎn)，具有吸水容量大、速度快、保水能力強(qiáng)等卓越性能，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吸水材料如紙、棉、海綿等[2]。由于SAP的用途極為廣泛，受到各國高度重視，可見進(jìn)一步開發(fā)SAP仍然有很重大的意義。1.2課題的研究背景1.2.1國內(nèi)外研究進(jìn)展自從1958年Mino和Kaizerman發(fā)現(xiàn)鈰（Ⅳ）鹽引發(fā)烯類單體在淀粉上接枝以來，人們對(duì)這種具有獨(dú)特性能的變性淀粉進(jìn)行了廣泛的研究。1974年美國農(nóng)業(yè)部北方研究所的G.F.Fanta等人在前人合成淀粉接枝共聚物的基礎(chǔ)上，制得了淀粉接枝丙烯腈共聚物，引起了各國學(xué)者的濃厚興趣，此后淀粉接枝共聚物逐漸成為一個(gè)獨(dú)立

5、、新興的科研領(lǐng)域。近幾十年各國學(xué)者對(duì)這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛而深入的研究，涉及的國家有美、英、法、德、前蘇聯(lián)、意、日、印度和中國等十幾個(gè)主要國家。80年代初，淀粉接枝共聚在我國的研究才引起注意和重視。近年來，接枝共聚淀粉以其應(yīng)用范圍的廣闊性，引起了不少專家學(xué)者的注意。目前國內(nèi)研究淀粉接枝共聚的文獻(xiàn)報(bào)道和專利層出不窮[3]。進(jìn)入80年代，由于日木、歐美等國紙尿片的迅速普及，高吸水性樹脂的用量也迅猛增加，各生產(chǎn)公司因而競(jìng)相采用不同的原料、不同的合成工藝進(jìn)行生產(chǎn)，使高吸水性樹脂的品種除了早期的淀粉接枝聚丙烯腈類、淀粉接枝聚丙烯酸類外，還開發(fā)了纖維素類、聚丙烯酸鹽類、醋酸乙烯類等。合成方法從接枝共聚逐

6、漸轉(zhuǎn)向多糖類的羧甲基化及親水性乙烯基單體的交聯(lián)聚合。14到了90年代，高吸水性樹脂需求量繼續(xù)膨脹，平均年增長率高30%~40%，對(duì)其品種、合成途徑、性能及應(yīng)用領(lǐng)域等方面的研究日趨成熟。如在聚合實(shí)施方法上，采用了工藝較先進(jìn)的反相懸浮聚合代替水溶液聚合，反相懸浮聚合解決了水溶液聚合的傳熱、攪拌困難等問題，且反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少。目前，交聯(lián)聚合吸水性樹脂大多采用這一工藝。我國高吸水性樹脂的研制工作起步較晚，1982年中科院化學(xué)研究所的黃美玉等在國內(nèi)最先合成了聚丙烯酸鹽類的高吸水性樹脂。1983年上海大學(xué)研制的淀粉-丙烯酸共聚物（SDL-A-700,SDL-B-1000）等系列產(chǎn)品，通過了上海

7、高教局鑒定。1987年北京纖維研究所、紡織科學(xué)研究院與山東省濟(jì)寧化肥廠聯(lián)合研制出聚丙烯酸類的高吸水性樹脂，并建起國內(nèi)第一套100t/a的生產(chǎn)裝置。我國先后有40多家單位從事過這方面的研究。從1988年開始有專利。但隨著我國改革開放的深入，人民生活水平的提高，高吸水性樹脂的需求市場(chǎng)潛力十分巨大。20世紀(jì)90年代至今，高吸水性樹脂的合成研究和應(yīng)用就更為廣泛，在吸水劑的性能改進(jìn)和提高、制備方法的簡(jiǎn)化實(shí)用、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬上進(jìn)展很快。欣凱