聚丙烯酸-丙烯酰胺吸水树脂的制备与评价.pdf

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1、第46卷第1期化工技术与开发Vol.46No.12017年1月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryJan.2017聚丙烯酸-丙烯酰胺吸水树脂的制备与评价耿冰涵，沈振北，李明泽，纪晓婧（河北农业大学理工学院，河北沧州061100）摘要：本文以丙烯酰胺、丙烯酸为单体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵为引发剂，采用溶液聚合的方法制备了具有吸水性能的功能性材料。通过改变单体比例、交联剂用量等方法，研究了不同合成条件下聚合物的吸水性能。结果表明，聚丙烯酸-丙烯酰胺在去离

2、子水和生理盐水中都具有较好的吸水性能，并受反应原料比例的影响较大。关键词：吸水树脂；丙烯酸；丙烯酰胺中图分类号：TQ323.4文献标识码：A文章编号：1671-9905(2017)01-0017-02吸水树脂是近年来发展较为迅速的一种功能材后转移至干净的试管中。加入一定量的N,N-亚甲料，这种材料最大的特征是可以吸收并保持超过自基双丙烯酰胺（NMBA）、过硫酸铵及去离子水，混合身质量几百倍的水。在一定条件下，吸水树脂中的均匀后用橡胶塞塞住试管口密封，抽真空后充入氮水还可以被释放出来。这种特性使其在保水保湿、气以除

3、氧。除氧完全后置于恒温水浴中反应，反应土壤改良、尤其是生理卫生用品上得到了广泛的应温度60℃。恒温3h后取出，得聚合物凝胶。将制[1]用。而其良好的保水性能及保水机理研究，已经得的胶体在真空干燥箱干燥，粉碎过筛后得高吸水[2]成为了热点。性树脂。吸水树脂优良的吸水性能主要来源于材料独特1.3树脂吸水性能的测定的三维网状结构及其结构中所包含的大量亲水基称取质量为m1的树脂于烧杯中，用去离子水或团。亲水基团如羧基、羟基等可以和水分子形成较生理盐水浸泡使其完全吸水，达到饱和后过筛，静置[3]强的相互作用力进行吸水。同时

4、，树脂中的三维1h后进行多次称量保证滤去多余液体，称量吸水凝网状结构又形成一个一个的小“房子”，通过溶胀的胶的质量m2。树脂的吸水倍率Q=(m2-m1)/m1。方式保水。本文以含有大量羧基和氨基的丙烯酸和丙烯酰胺为单体制备吸水树脂，使得树脂具有较好2结果与讨论的吸水能力，并探讨了合成条件对树脂吸水能力的2.1中和度对吸水率的影响影响及其吸水机理。考察单体中聚丙烯酸的中和度对吸水行为的影1实验部分响，结果如图1所示。中和度约为70%~80%时，树1.1试剂脂吸水行为最好。中和度低，则反应活性较大的丙烯酸含量高，聚合

5、速度较快，产物的分子量较低；同丙烯酸(AA)，丙烯酰胺(AM)，N,N-亚甲基双丙时，丙烯酸盐的含量低，高分子结构中阴离子侧基之烯酰胺(NMBA)，过硫酸铵，NaCl，NaOH。间斥力降低，都不利于形成有效的保水空间；但是中1.2试样的制备和度太高，反应物活性较低，不利于聚合，产物吸水称取一定量的AA于烧杯中，用30%的NaOH性能也会下降。溶液中和到预定中和度，加入定量的AM，完全溶解基金项目：河北农业大学渤海校区师生协同创新项目(bhxt0518)；河北农业大学大学生创新创业训练计划资助项目（20162304

6、）收稿日期：2016-11-1418化工技术与开发第46卷40.560255吸蒸馏水率1000吸盐水率单位质量分数20%39.0吸盐水率/g·g-1吸盐水率/g·g240单位配比10∶380050-1中和度70%37.5引发剂0.3%60022536.0吸蒸馏水率40-1吸盐水率-1吸蒸馏水率/g·g400单位配比10∶321034.5吸蒸馏水率/g·g引发剂0.3%30交联剂0.03%33.02000.010.020.040.060.080.100.200.40交联剂/%020406080100图3交联剂质量分

7、数对吸水率及吸盐水率的影响中和度/%33.0图1中和度对吸水率及吸盐水率的影响2002.2单体质量分数对吸水率的影响吸盐水率/g·g31.5175单体质量分数对树脂吸水能力的影响见图2。-1吸蒸馏水率单体质量分数约为28%时，树脂的吸水倍率最大。30.0150吸盐水率单体质量分数太小，聚合速率较小，聚合物分子链之单位质量分数20%-1单位配比10∶328.5间不能形成有效的三维网状结构。单体质量分数过125中和度70%吸蒸馏水率/g·g高，聚合过程中聚合速率快，分子链之间容易产生自交联剂0.3%27.0交联，网状

8、结构空间被压缩，吸水被限制。1000.200.400.600.801.002.0042引发剂/%400图4引发剂质量分数对吸水率及吸盐水率的影响吸蒸馏水率350吸盐水率39吸盐水率/g·g低，产物分子量较小，更多的是溶于水中。而随着引-1单位配比10∶3300发剂用量增加，引发效率增加，聚合物中形成有效的中和度70%引发剂0.3%36三维网状结构。引发剂用量过大时，体系内