文獻(xiàn)綜述 -纖維素接枝丙烯酸類高吸水性樹脂的研究

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1、纖維素接枝丙烯酸類高吸水性樹脂的研究摘要：本論文采用反相懸浮聚合法合成高吸水性樹脂。先將纖維素糊化，將丙烯酸用氫氧化鈉部分中和后加入到糊化后的纖維素中，再加入環(huán)己烷、Span-60，用水溶性的過硫酸銨做引發(fā)劑，在一定的反應(yīng)溫度和時間下，得到纖維素接枝丙烯酸類高吸水性樹脂。并討論了原料配比、反應(yīng)條件等對吸水率的影響。關(guān)鍵詞：高吸水性樹脂；纖維素；丙烯酸；接枝共聚11纖維素接枝丙烯酸類高吸水性樹脂，主要以纖維素為骨架，通過與丙烯酸接枝共聚形成，纖維素來源豐富，價格低廉，并且可以自發(fā)降解，無毒，適合做高吸水性材料。1實(shí)驗(yàn)部分1.1主要原料纖維素（干燥后

2、使用），丙烯酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），環(huán)己烷（分析純），過硫酸銨（分析純），Span-60（化學(xué)純），吐溫-40（化學(xué)純），N,N-亞甲基雙丙烯酰胺（分析純）。1.2制備方法在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計的四口瓶中加入纖維素和50g水加熱至50℃左右，進(jìn)行攪拌糊化，糊化30min，降溫，用一小燒杯稱取丙烯酸，然后用濃度為7.5mol/l的氫氧化鈉溶液中和至設(shè)定中和度，用另一燒杯稱取環(huán)己烷，加入司班溶解，將溶解后的司班，環(huán)己烷，丙烯酸鈉，聚乙烯醇，交聯(lián)劑，引發(fā)劑加入到四口瓶，攪拌升溫至64℃，反應(yīng)3h，將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻、洗滌、抽濾、真空干燥

3、后，進(jìn)行性能的測定。1.3性能測定1.3.1吸水率的測定11吸水率是指一克吸水劑所吸收去離子水的量[1]。Q=(m2—m1)/m1式中：Q——吸水倍率(g/g)；m1——樹脂未吸水的質(zhì)量(g)；m2——樹脂充分吸水后的質(zhì)量(g)。1.3.2保水率的測定稱取一定量充分吸水的樹脂凝膠，放入恒溫烘箱中，測定不同時間內(nèi)樹脂凝膠的質(zhì)量[2]。B=(m1/m2)×100%式中：B——樹脂的保水率(%)；m1——定時脫水后的樹脂凝膠質(zhì)量(g)；m2——吸水飽和的樹脂凝膠質(zhì)量(g)。2結(jié)果與討論2.1糊化溫度對吸水率的影響糊化溫度主要影響糊化效率，纖維素的活性，

4、進(jìn)而影響聚合物分子量的大小，影響吸水效率。圖1糊化溫度對吸水率的影響由圖1可知，纖維素的最佳糊化溫度為50℃，此時吸水率最大（為687g/g）。這是由于糊化溫度低時，纖維素11的活化效果不佳，接枝共聚反應(yīng)不易發(fā)生，聚合物分子量小，故吸水率較低。而糊化溫度過高，纖維素結(jié)構(gòu)會遭到破壞，吸水率降低。2.2糊化時間對吸水率的影響糊化時間對吸水率的影響如圖2所示。圖2糊化時間對吸水率的影響由圖2可以看出糊化時間為30min時吸水率最大。這是因?yàn)楹瘯r間短時，糊化效果不完全，纖維素的活性低，接枝共聚反應(yīng)不易發(fā)生，故吸水率較低；糊化時間過長，容易發(fā)生副反應(yīng)，破

5、壞纖維素結(jié)構(gòu)，吸水率也會降低。2.3丙烯酸的用量對吸水率的影響纖維素用量固定為10g，改變丙烯酸的用量來考察其對吸水率的影響。由圖3可知，丙烯酸的用量為90g，即纖維素與丙烯酸的質(zhì)量比為1/9時，吸水率較大，這是由于丙烯酸用量較小時，接枝率較低，親水基團(tuán)較少，吸水率較低。丙烯酸用量過多時，均聚物增加，產(chǎn)生大量反應(yīng)熱，不易及時散失，容易產(chǎn)生爆聚，導(dǎo)致吸水率下降。11圖3丙烯酸用量對吸水率的影響2.4環(huán)己烷的用量對吸水率的影響環(huán)己烷作為分散介質(zhì)，其用量（纖維素用量固定為10g，丙烯酸用量固定為90g）主要影響反應(yīng)的散熱情況、聚合物分子量的大小及生產(chǎn)效

6、率和后干燥處理。圖4環(huán)己烷的用量對吸水率的影響由圖4可知，環(huán)己烷的用量為180g時，即纖維素與環(huán)己烷的質(zhì)量比為1/1811時，吸水率較大，這是由于在聚合中，環(huán)己烷的用量過大時，聚合反應(yīng)速率慢，聚合物分子量小，甚至溶于水，故吸水率較低。而且由于環(huán)己烷的用量大，生產(chǎn)效率低，同時也給后面的干燥工序增加負(fù)擔(dān)。環(huán)己烷的用量小時，由于聚合過程中散熱困難，產(chǎn)生副交聯(lián)，而使吸水率降低。2.5Span-60的用量對吸水率的影響Span-60作為分散劑，它的用量主要影響分散效果的好壞，進(jìn)而影響產(chǎn)品的外形及散熱情況等，固定其他反應(yīng)條件不變，考察分散劑對產(chǎn)品吸水率的影響

7、。圖5Span-60的用量對吸水率的影響由圖5可知，Span-60的用量為3g時，，吸水率較大，這是由于在聚合中，Span-60的用量少的時候，分散效果不好，聚合過程中出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，散熱困難，導(dǎo)致吸水率較低；而Span-60的用量過多，生產(chǎn)效率低，聚合反應(yīng)速率慢，聚合物分子量小，吸水率也會降低。2.6引發(fā)劑用量對吸水率的影響引發(fā)劑的用量不僅影響反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、分子量的大小，而且會影響到反應(yīng)是否會發(fā)生爆聚，固定其他條件不變，改變引發(fā)劑用量考察其對吸水率的影響。11圖6引發(fā)劑用量對吸水率的影響由圖6可知，引發(fā)劑用量為0.2g時，吸水率比較大，此值為

8、引發(fā)劑用量的最佳值。這是由于引發(fā)劑用量較小時，反應(yīng)活性中心少，反應(yīng)速度慢，甚至不反應(yīng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率及交聯(lián)均勻度低，故吸水率也低。而且由于引