改性聚天冬氨酸復(fù)合吸水性樹脂的制備和性能研究.pdf

1、吸水樹脂是一種可以吸收自身重量幾百倍乃至幾千倍的高分子材料，因其具有良好的吸水和保水性能而受到多個(gè)領(lǐng)域的親睞，然而傳統(tǒng)的吸水樹脂有耐鹽性差、性能單一、不可降解和吸液速率慢等缺點(diǎn)，因此探索綜合性能優(yōu)越的復(fù)合吸水樹脂具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文通過水溶液聚合法制得了改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸（MKPAsp/PAA）和改性聚天冬氨酸/海藻酸鈉（MKPAsp/KSA）復(fù)合吸水樹脂，并對(duì)其合成工藝參數(shù)、吸液性能以及溫度、pH、鹽溶液的敏感性等方面

2、進(jìn)行了探討，對(duì)樹脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和乙烯基三乙氧基硅烷（A151）依次對(duì)聚琥珀酰亞胺（PSI）進(jìn)行改性，制得改性聚天冬氨酸（MKPAsp）作為交聯(lián)劑，丙烯酸（AA）為反應(yīng)單體，過硫酸鉀（KPS）作為反應(yīng)的引發(fā)劑，通過水溶液聚合法制得改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸（MKPAsp/PAA）復(fù)合吸水性樹脂。探討了合成工藝對(duì)樹脂吸液性能的影響，研究結(jié)果表明：當(dāng)丙烯酸與改

3、性聚琥珀酰亞胺（KPSI）的質(zhì)量比為5:1，丙烯酸中和度為75％，A151的用量為0.42mol%（以AA為基準(zhǔn)），引發(fā)劑KPS用量為0.2wt%（以AA為基準(zhǔn)），KH550的用量為1.1mol%（以PSI為基準(zhǔn)），丙烯酸單體濃度為15%時(shí)，MKPAsp/PAA復(fù)合復(fù)合吸水樹脂的吸液性能最佳，在去離子水和0.9%NaCl鹽溶液中吸液倍率分別為886.7 g/g和120.3 g/g，比未復(fù)合的KPAsp樹脂分別提高了3.8和1.1倍。

4、r>　?。?）采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）和熱重（TGA）等手段對(duì)復(fù)合吸水性樹脂進(jìn)行了表征，SEM分析表明PAA的加入不僅能夠改善吸水性樹脂的孔道結(jié)構(gòu)，使孔密度增加，孔徑更加規(guī)則均勻。TGA分析表明，樹脂的熱穩(wěn)定性得到了提高。研究了不同組成比的復(fù)合樹脂在不同溫度、pH和鹽溶液中的溶脹性能，結(jié)果表明MKPAsp/PAA復(fù)合性樹脂的低臨界溶解溫度（LCST）比聚天冬氨酸（KPAsp）提高了10℃，表現(xiàn)出良好的溫度敏感性；在p

5、H為6和10的溶液中出現(xiàn)2個(gè)吸液峰值；樹脂的耐鹽性得到了很大的提高，且在不同價(jià)態(tài)的氯鹽溶液中吸液倍率依次為Na+＞Fe3+＞Ca2+。
　?。?）將γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）對(duì)聚琥珀酰亞胺（PSI）進(jìn)行接枝改性，硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷（A151）對(duì)海藻酸鈉（SA）進(jìn)行接枝改性，兩者在堿性水解制得了可生物降解的改性聚天冬氨酸/海藻酸鈉（MKPAsp/KSA）復(fù)合吸水性樹脂。探討了各合成參數(shù)對(duì)MKPAsp/KSA復(fù)合吸

6、水樹脂吸液性能的影響，研究表明：海藻酸鈉（SA）用量為7wt％，KH550用量為1.44mol%（以PSI為基準(zhǔn)），A151用量為2.7wt%（以PSI為基準(zhǔn)），KPS的用量為0.75wt%（以SA和A151質(zhì)量和為基準(zhǔn)）時(shí)，KSA的接枝反應(yīng)溫度為60℃，水解反應(yīng)時(shí)乙醇與水的比例為16:14時(shí)MKPAsp/KSA復(fù)合吸水樹脂在去離子水和0.9%NaCl鹽溶液中的吸液性能最佳，吸液倍率分別為228.6 g/g和57.2 g/g。