丙烯酸型高吸水性樹脂的制備及改性研究.pdf

1、高吸水性樹脂是一類新型的功能性高分子材料。由于其獨(dú)特的吸水、保水性能，在醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林園藝、荒漠治理等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。丙烯酸系高吸水樹脂的制備原料來源廣泛、合成工藝簡單，但耐鹽、防潮性能較差，嚴(yán)重影響其應(yīng)用性能；在實(shí)際的使用過程中，高吸水性樹脂受氣候及周圍環(huán)境的影響較大，常常需要短時(shí)間內(nèi)樹脂能夠達(dá)到飽和，這就要求樹脂具有較好的吸液速率。因此，高吸水性樹脂的耐鹽性和吸收速率的研究顯得尤為重要。 本文對(duì)丙烯酸系高吸水樹脂進(jìn)行了

2、合成研究，根據(jù)自由基接枝聚合原理，采用淀粉與部分中和的丙烯酸接枝共聚制備高吸水樹脂。通過單因素法系統(tǒng)的討論了原料中淀粉與丙烯酸的配比、丙烯酸的中和度、引發(fā)劑的用量、交聯(lián)劑的用量及反應(yīng)溫度等基本反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品吸水倍率及吸鹽水倍率的影響，確定了最佳合成工藝條件。最佳的合成工藝條件為：淀粉糊化溫度60℃～65℃，糊化時(shí)間0.5h，接枝聚合溫度前期55℃～60℃，后期60℃～65℃，聚合時(shí)間以2.5h～3.0h為宜。 通過加入聚乙烯醇和

3、硅烷偶聯(lián)劑制備了互穿交聯(lián)高吸水樹脂。聚乙烯醇(PVA)存在親水性的羥基官能團(tuán)，比單純聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂具備優(yōu)良的抗鹽性及較好的凝膠強(qiáng)度，能夠滿足更廣泛的應(yīng)用需求。本文將PVA引入到吸水樹脂中，制備了具有吸水倍率高、耐鹽性能好及凝膠強(qiáng)度高的高吸水性樹脂。考察了各種反應(yīng)條件對(duì)樹脂的吸水性能的影響，并借助紅外光譜法，X-射線衍射等方法對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行表征；此外，利用硅烷偶聯(lián)劑(SA)遇水水解成交聯(lián)網(wǎng)狀物的特性，將其加入到吸水樹脂的聚合反應(yīng)

4、體系中，起交聯(lián)互穿的效果，考察其加入對(duì)吸水樹脂各項(xiàng)性能的影響。TG測(cè)試結(jié)果表明，隨著交聯(lián)改性劑用量的逐漸增加，樹脂的熱穩(wěn)定性提高，且相同含量PVA及SA的改性樹脂相比較，前者熱穩(wěn)定性好。 將致孔技術(shù)應(yīng)用于高吸水樹脂的合成中，采用十二烷基硫酸鈉，十二烷基磺酸鈉與烷辛基酚聚氧乙烯醚復(fù)合作為致孔劑，制備出了吸水速度快、吸水后凝膠強(qiáng)度高的吸水樹脂。并考察了各種反應(yīng)條件下對(duì)復(fù)合吸水樹脂的吸水性能的影響。SEM分析表明，未改性樹脂表面結(jié)構(gòu)光

5、滑，緊致，無明顯的孔狀結(jié)構(gòu)；改性過的樹脂相對(duì)粗糙并形成含孔結(jié)構(gòu)，含孔結(jié)構(gòu)樹脂具有相對(duì)大的比表面積，樹脂在吸水過程中，水分子較易進(jìn)入到樹脂內(nèi)部與親水基團(tuán)結(jié)合，吸水速率比原樹脂快4～5倍。 采用二次脫水干燥的方法處理已合成的高吸水性樹脂，發(fā)現(xiàn)該方法在保持吸水倍率變化不大的情況下，大大提高了產(chǎn)物的吸水速率。同時(shí)所用的溶劑可以回收再次利用，節(jié)省了制造成本。SEM分析表明，經(jīng)過二次處理過的樹脂形成了多孔結(jié)構(gòu)，所以吸水速率大幅度提高，比原樹