高吸水性樹脂的制備、性能測試及其應用研究

《高吸水性樹脂的制備、性能測試及其應用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、高吸水性樹脂的制備、性能測試及其應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，對反相懸浮聚合制備聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂進行研究。結果表明，影響合成樹脂吸水率的主要因素是交聯(lián)劑質量分數，當交聯(lián)劑質量分數為0.015%時，合成樹脂的吸水率出現(xiàn)極大值，而且當反應溫度控制在75℃，引發(fā)劑質量分數為18%時所得樹脂的吸水率可達500g/g。對合成樹脂吸水、保水性能的進一步測試發(fā)現(xiàn)，樹脂的初始階段吸水速率

2、較快，隨著吸水時間的延長逐步下降，當樹脂吸水飽和后水分損失很慢，在120℃下100min僅損失17.2%。關鍵詞：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70年代開發(fā)成功以來,已經得到了深入的研究和廣泛的應用。在美國等發(fā)達國家，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，對國內市場來說是一種新產品，雖然國內有許多單位已研究開發(fā)出產品并建立了生產裝臵，但是國產超強吸水劑產品尚未形

3、成規(guī)模生產，其原因是由于生產技術落后而導致產品生產成本較高，產品性能沒有及時改進而且產品的應用研究較少。高吸水性樹脂是一種輕度交聯(lián)結構的高分子,其分子鏈上具有很多親水基團，如羥基、羧基、酰胺基、磺酸基等,故吸水能力很強,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,是一種新型的功能性高分子材料,因而它被廣泛應用于工業(yè)、農林業(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,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的高分子要強,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用就顯得十分重要。本文主要綜述作者經過實驗室研究改進的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂的制備方法，并通過實驗對其吸水性能進行測定,對其吸水機理以及其功能與應用方面進行試探性研究。二、實驗意義高吸水性樹脂在當今各個領域發(fā)揮著它不可替代的作用，我們在實驗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，對其性能進行了測試，并考慮各種影響因素，對制備方案進行了改進

5、，使產品吸水率、凝膠強度和吸水速度、抗鹽性等性能得到提高，以利于其產物的美觀和實用性。同時我們將產物應用于不同的領域，結果發(fā)現(xiàn)其功能很好。我們實驗的目的就是要將產物的性能達到最優(yōu)化，同時，能將其吸水的特性廣泛而普遍的應用于各個領域。三、高吸水性樹脂的制備（一）、主要原材料及儀器、用品：丙烯酸（化學純）、氫氧化鈉（化學純）、過硫酸銨（分析純）、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺（分析純）、Span-60（化學純，成分為單硬脂酸脫水山梨醇酯）、吐溫40（化學純，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（化學純）、甲基橙

6、、甲基藍、品紅等指示劑。鐵架臺（帶鐵夾、鐵圈）兩個、三口燒瓶一個、100度溫度計一支、不同大小燒杯若干、石棉網一個、玻璃棒一支、攪拌器一臺、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、分析天平一臺、托盤天平一臺、專用藥匙若干、恒溫烘箱一臺。PH試紙、配色用顏料若干種。（二）、實驗原理：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。在本實驗中，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，反應原理為：它是利用在丙烯酸鹽聚合時進行劇烈反應，就可得到不溶性聚合物。其網絡結構示意式如下：其主鏈上的—COOH、—COONa基團是影響樹脂吸水性的主要基團，交聯(lián)劑則在形成網絡密度方面起重要作用。如交聯(lián)劑使用得當，即能形成合適的高分子網絡和網絡密度，從而達到一定的吸水性能，交聯(lián)劑分子鏈的長短、反應基團的活性及所含親水基團的數目，都對樹脂的吸水性能產生較大的影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%