磺化腐植酸-聚丙烯酸类交联吸水树脂的合成新工艺及性能

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聚丙烯酸类高吸水性树脂的合成及吸水机理研究进展_马斐

聚丙烯酸类高吸水性树脂的合成及吸水机理研究进展_马斐

resin for wat er 注: V 水分子; A 不冻水; B 抱束水; C 自由水.
2. 2 溶液热力学理论 高吸水树脂与 水相界面两侧的化 学势不同,
使高吸水树脂表现出亲水性或憎 水性, 其吸水机
理可用热力学理论表示为:
Gm =
G1 -
G
0 1
( 1)
6
武汉工程大学学报
第 33 卷
式( 1) 中: G1
溶液聚合法是反应物与添加剂溶于适当的溶 剂中, 在光照或加热、辐射、引发剂的作用下而进 行的合成方法, 一般以水作为溶剂. 孙小然等[ 3] 人 采用水溶液聚合, 以 N, N 亚甲基双丙烯酰胺为 交联剂, 用部分中和的丙烯酸, 丙烯酰胺为单体, 制成交联型耐盐高吸水树脂, 树脂的吸盐水率和 吸纯水率分别在 140 g / g 和 1270 g/ g 以上. 溶液 聚合体系黏度较低, 混合和传热比较容易, 温度容 易控制, 引发效率高, 成本低等优点, 生产过程产 生的污染少, 易于实现清洁化生产. 但同时也存在 单体浓度低使聚合速率慢、设备利用率和生产能 力较低、聚合物分子量较低、产品后处理复杂等问
V u 为一个较大值, 在树脂吸水中处决定作用, 对于
非离子型树脂没有 F lor y 式中的第一项, 所以吸水
能力不如离子型树脂. Flo ry 公式表明, 当交联 密
度太小时, 聚合物未形成三维网状结构, 宏观上表
现为水溶性, 故吸水率低. 随着 交联密度的增加,
聚合物逐渐形成网络结构, 吸水率提高. 随着交联
2 高吸水性树脂的吸水理论
2. 1 结构理论 高吸水树脂是一种三 维网络结构, 不溶于水
而大量吸水膨胀形成高含水凝胶, 它吸水既有物 理吸附, 又有化学吸附, 可神奇的吸收成百上千倍 的水. 它具备这种吸水性和保水性的特性, 其分子 中必须含有强吸水性基团和一定 的网络结构, 即 具有 移动的 交联度. 实验表 明: 吸 水基团 极性越 强, 含量越多, 吸水率越高, 保水性也越好. 而交联 度需要适中, 交联度过低则保水性差, 尤其在外界 有压力时水很容易脱去. 高吸水性树脂的微观结 构因合成体系的不同而呈现出多样性( 见图 1) : 一 是水分子与树脂高分子中电负性强的氧原子形成 氢键结合; 二是水分子与疏水基团的相互作用; 三 是 水 分 子 与 亲 水 基 团 的 相 互 作 用. K. N akam ura[ 14] 等用 DSC, N M R 法分析树脂凝胶中 水的结合状态, 结 果发现水在树脂中以三种状态 存在( 见图 2) , 即不冻结结合水, 冻结结合水, 自由 水, 其中大量为自由水. 表明了高吸水性树脂是高 度扩展的交联网络, 网络内外的渗透压是树脂大 量吸水的关键.

聚丙烯酸-腐植酸钠复合高吸水树脂的合成研究

聚丙烯酸-腐植酸钠复合高吸水树脂的合成研究

C h i n a ; 2 B e i j i n g B e i L v I n t e r n a t i o n a l T r a v e l A g e n c y C o . , L T D, B e i j i n g 1 0 0 0 5 5 , C h i n a )
2 0mg, he t hi g h e s t d i s t i l l e d wa t e r " - a b s o r b i n g c a pa c i t y o f t h e c o mp o s i t e s u p e r a b s o r b e t n p o l y me r wa s 1 2 0 0 g . Ke y wo r ds: a c yl r i c a c i d, od s iu m h u ma t e, c o mp o s i t e, s u p e r a b s o r b e n t p o l y me r
s o l u io t n p o l y me r i z a t i o n t h r o u g h he t t e c h n o l o g y o f n o n i t r o g e n a n d n o t r e mo v i ng p o l y me r i z a t i o n i n ib h i t e r n i a c r y l i c a c i d .I n t h e s y th n e s i s p r o c e s s. cr a y l i c a c i d a n d s o d i u m h u ma t e we r e a s mo n o me r , .Th e s t u d y r e s u l t s s h o we d ht t t whe n t h e n e u t r a hz a t i o n d e g r e e c f a c r y l i c ci a d wa s 6 0% , he t d o s a g e e f ̄ o d i u m h uma t e wa s 1 . O g, he t d o s a g e o f i n i t i a . -

聚丙烯酸钠吸水树脂的合成研究

聚丙烯酸钠吸水树脂的合成研究

摘要本文介绍了一种以丙烯酸为单体,氢氧化钠为中和剂,过硫酸钾为引发剂和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂用水溶液法制备聚丙烯酸钠吸水树脂的方法,通过单因素法探讨了引发剂含量、交联剂含量、中和剂用量(丙烯酸中和度)以及反应温度对聚丙烯酸钠吸水树脂吸水能力的影响,从而得到制备聚丙烯酸钠吸水树脂的最佳反应条件,即,丙烯酸单体的中和度为75%,引发剂用量为丙烯酸单体质量的2.1%,交联剂为0.8%,反应温度为75℃,反应时间为2h。

另外,对最佳反应条件下制备的聚丙烯酸钠吸水树脂进行了红外分析,并测得它吸蒸馏水的能力为155g/g,吸自来水的能力为92g/g。

关键词:聚丙烯酸钠吸水树脂吸水率Title Synthesis of Absorbent Resin based on Sodium PolyacrylateAbstractIn this article, the absorbent resin based on sodium polyacrylate is synthesized by aqueous solution polymerization using acrylic acid as the monomer, sodium hydroxide as the neutralizer, potassium persulfate as the initiator and N,N’-methylenebisacrylamide as the cross-linker. Factors, such as initiator content, cross-linker content, neutralizer content (neutralization degree of acrylic acid) and polymerization temperature that affect the water absorbency of the absorbent resin based on sodium polyacrylate are investigated through single-factor-program. So we can get the optimal synthesizing technology of producing the absorbent resin based on sodium polyacrylate. When the reaction conditions are 70℃, 2 hour reaction time, 75% neutralization degree of acrylic acid, 2.1% initiator and 0.8% cross-linker on the basis of the mass of acrylic acid used, the absorbent resin based on sodium polyacrylate has a high water absorbency. The infra-red spectrum of absorbent resin based on sodium polyacrylate which is produced in the optimal reaction condition is investigated, and the excellent product is obtained with the absorbencies of 155g/g in distilled water and 92g/g in running water.Keywords Sodium polyacrylate Water-absorbing resin Water absorbency目次1 引言 (1)1.1高吸水树脂概况 (1)1.2开发聚丙烯酸钠吸水树脂的意义 (1)1.3 聚丙烯酸钠吸水树脂的研究热点、存在问题和前景 (2)2 聚丙烯酸钠吸水树脂 (2)2.1 聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水理论 (2)2.2 聚丙烯酸钠吸水树脂的合成 (4)2.3 聚丙烯酸钠吸水树脂吸水性能的影响因素 (6)2.4 聚丙烯酸钠吸水树脂的制备工艺 (7)3实验 (7)3.1实验原理 (7)3.2实验原料 (8)3.3实验仪器设备 (8)3.4 聚丙烯酸钠吸水树脂的制备 (8)3.5 吸水能力的测定与表征 (9)3.6 聚丙烯酸钠吸水树脂的合成实验的因素水平的设计 (10)4 结果与讨论 (11)4.1 交联剂用量对吸水性能的影响 (11)4.2 引发剂用量对吸水性能的影响 (12)4.3 丙烯酸中和度对吸水性能的影响 (13)4.4 反应温度对吸水性能的影响 (14)4.5 聚丙烯酸钠吸水树脂的红外分析 (15)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 引言1.1高吸水树脂概况吸水性物质自古就存在,如海绵、纸浆以及琼脂、明胶等天然原料,这些材料来源广泛,价廉易得。

聚丙烯酸吸水树脂的性能研究

聚丙烯酸吸水树脂的性能研究

聚丙烯酸吸水树脂的性能研究作者:夏子乔陆艳熊国强江志勇来源:《科技风》2021年第08期摘要:以丙烯酸(AA)为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用水溶液聚合法,制备聚丙烯酸吸水树脂,研究了树脂的吸水与保水性能。

结果表明,当中和度为65%,AA、NMBA和KPS用量分别为20%、0.04%和2%时,可以获得吸水性能良好的聚丙烯酸树脂;该树脂对去离子水的吸水倍率分别为501倍;在20SymbolpB@C下100min的保水率为88.7%,70SymbolpB@C下50min的保水率为81.5%。

关键词:聚丙烯酸树脂;吸水树脂;吸水性能聚丙烯酸吸水树脂具有快速的吸液速率、良好的吸液倍率等特点,对以后新型环保吸水材料有一定的研究价值。

运用反相悬浮聚合法得出性能优良的聚丙烯酸吸水树脂,用60mL环己烷作为连续相,6.67%司班-60作为分散剂,单体7.5g,3.1g NaOH中和单体,10mL用水量,MBA作为交联剂用量0.08%,KPS作为引发剂用量0.67%,产出吸水树脂最大吸水倍率850g/g,0.9%NaCl最大吸液倍率为120g/g[1]。

本章用AA作为单体,KPS作为引发剂,NMBA作为交联剂进行制备聚丙烯酸吸水树脂。

1 实验部分1.1 主要仪器与试剂仪器:水浴锅、立式搅拌器、三口烧瓶、恒压滴液漏斗、电子天平等。

试剂:丙烯酸、过硫酸钾、氢氧化钠、N,N-亚甲基双丙烯酰胺等。

1.2 实验步骤1.2.1 PAA吸水树脂的制备称取一定量的丙烯酸(AA),加入适量的水,充分混匀,转移至250mL三口瓶中,开启搅拌器和冷凝回流水,在将取好的NaOH溶液倒入三口瓶中,搅拌30min。

称取适量的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到三口瓶中;将恒温水浴锅的温度升至60℃,取适量的过硫酸钾加水溶液,滴加1h;再升温至70SymbolpB@C反应约2h左右,得到黄棕色具有一定粘度和流动性的物质。

腐植酸交联树脂合成及对Ni(Ⅱ)吸附性能研究

腐植酸交联树脂合成及对Ni(Ⅱ)吸附性能研究
在3 5℃ ,p H值 为 4时对 N i (Ⅱ) 的吸 附率 达到 9 9 . 8 % 以上 ,对 N i (Ⅱ) 具有 良好 的 吸附能 力 。
关 键 词 :腐植酸 ;N 一 异丙基丙烯酰胺 ;交联树脂 ;镍 ;吸附性能
中 图分 类 号 :X 7 0 3 . 1 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 5 ) 0 l 1 — 0 0 6 2 — 0 3
Байду номын сангаас
镍 的开采与 冶炼 ,电镀 、电 池 、印染 工业 等 生 产 过 程会 产生大量 的含镍 废水 ,镍 属 于重 金 属污 染 ,排 与水 体 中的镍
The Sy nt he s i s o f H um i c Ac i d Cr o s s l i nke d Re s i n a nd I t s A ds o r pt i o n
0 f Ni (Ⅱ)f r o m Aq u e o u s S o l u t i o n
a s t h e s t a b i l i z a t i o n a g e n t .T h e c r o s s —l i n k e d r e s i n wa s u s e d a s a n a d s o r b e n t i n a s e r i e s o f b a t h a d s o r p t i o n e x p e r i me n t s
谢 晓威 ,霍 淑敏 ,孙 晓然
( 河北联合 大学化 学工程 学院 ,河北 唐山 0 6 3 0 0 9 )
摘 要 :以天然有机高分子腐植酸为主要原料 ,丙烯酸为共聚单体 ,N, N ’ 一 亚 甲基双丙烯酰胺为交联剂 ,过硫酸钾为

新型高吸水树脂的制备及性能研究

新型高吸水树脂的制备及性能研究

论文题目:新型高吸水树脂的制备及性能研究专业:材料学硕士生:郭红梅(签名)指导教师:蔡会武(签名)摘要高吸水性树脂是一类新型的功能性高分子材料。

由于独特的吸水、保水性能,高吸水树脂在医药卫生、农林园艺、荒漠治理等方面获得了广泛的应用。

吸水倍率、耐盐性、吸水速率及凝胶强度是衡量高吸水性树脂性能的几项重要指标。

研究具有吸水倍率高、耐盐性能好、吸水速率快及凝胶强度高的高吸水性树脂已经成为该领域的主要研究方向。

本课题根据自由基接枝聚合原理,利用淀粉与部分中和的丙烯酸接枝共聚制备高吸水树脂。

通过单因素法系统的讨论了原料中淀粉与丙烯酸的配比、丙烯酸的中和度、引发剂的用量、交联剂的用量及反应温度等基本反应条件对产品吸水倍率及吸盐水倍率的影响,确定了最佳合成工艺条件。

同时,为了提高产品耐盐性、保水能力及吸水速率等性能,在产品聚合初期添加粘土,使粘土与淀粉-丙烯酸共聚。

选择了高岭土为研究对象,并对高岭土复合的淀粉-丙烯酸高吸水树脂与淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的吸水倍率、吸盐水倍率、吸水速率、保水能力、表面形态结构、热稳定性等性能进行了对比研究。

采用水溶液法制备出淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂,优化的最佳工艺条件为:淀粉和∶,丙烯酸的中和度为80%,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰单体丙烯酸的摩尔比为1585胺质量分数为单体总量的0.13%,引发剂过硫酸铵质量分数为单体的0.45%,聚合反应温度为65℃。

产品性能测试结果:吸水倍率545g/g;吸盐水的倍率85 g/g;吸水速率即吸水树脂吸水达到饱和所需时间为120min;在承压重量达200g时,它的保水能力为40%。

利用上述的优化工艺条件,选择三种粘土(硅藻土、活性白土、高岭土)分别与淀粉-丙烯酸共聚,测试三种产品的耐盐性和吸水速率等性能,结果表明高岭土复合的产品性能最佳。

选择高岭土为研究对象,制备高岭土复合淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂,并研究高岭土的添加量对产品性能的影响。

当高岭土含量为10%时,产品性能最佳,测得该产品吸盐水倍率可达110g/g;吸水速率在60分钟达到饱和;承压重量200g时产品的保水能力为50%,比淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂在耐盐性、吸水速率及保水能力上都有较大提高。

磺化腐植酸接枝改性共聚物合成及性能研究

磺化腐植酸接枝改性共聚物合成及性能研究

数小 时 ( 1 0 0℃左右 ) 室温 下倾 去 酸液 , 烘干 后备 用 , 制 得磺化 腐植 酸钠 .
取丙 烯酸 于 1 0 0 mL的烧 杯 中 , 再 取 中 和丙 烯 酸 所需 的 Na OH 溶 于 1 0 mL蒸馏水 中 , 在冷水 浴的
条件, 慢 慢滴 加 N a OH 溶 液 , 并 用 玻璃杯 不 断搅 拌 ,
取腐植 酸 原 料 和 Na OH 按 质 量 比约 5:1混 合, 加人 蒸 馏 水 , 用 玻 璃 杯不 断搅 拌 , 静置 2 4 h , 取 上清 液 , 用1 0 的盐酸 , 调p Hi2 , 用 玻 璃杯 不断 搅
实验 选用 陕西彬 长煤 , 煤质分 析结果 见第 9 3页 表1 . 嘲采用 干法 制浆 , 通 过多峰 级 配实 验确 定 制浆
瓶 中, 磁 力搅 拌加 热 , 待 固体 亚 硫 酸钠 完 全 溶解 , 冷
却 后滴人 数 毫升浓 硫 酸 , 然后 一 次 性加 入 腐 植酸 钠
溶液( - 9亚硫 酸钠加 入 的质 量 比为 5: 4 ) . 回流搅 拌
环 和杂环 的缩 聚体 系 , 这种 体 系是疏水 的 , 但 是跟 煤
的最佳粒 度级 配 , 2 0目~4 0目为 8 9 / 5 , 4 0目~1 2 0目
* 国 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目( 2 1 1 7 6 1 4 8 ) . 1 )教授 、 博 士生 导 师 ; 2 )硕 士生 ; 3 )博 士 生 , 陕 西科 技 大 学 , 教 育 部 轻 化 工 助 剂化 学 与 技 术 重 点 实验 室 , 7 1 0 0 2 1 陕 西 西安
静置 2 4 h , 再 用 真 空 泵 抽滤 , 滤 渣 在 电热 鼓 风干 燥 器 中, 9 0℃烘干 至恒重 , 即得 实验用腐 植酸 . _ l

丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究

丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究

丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究鲍艳;马建中;李娜【摘要】采用水溶液聚合法制备了丙烯酸类高吸水树脂.考察了树脂结构中所含官能团、聚合反应温度及聚合体系pH对高吸水树脂吸水性能的影响.研究结果表明,甲基对树脂的吸水性有负面影响,羟基对吸水性有正面贡献,酯基对吸水性的贡献较羧基差,随酯基链长的增加,树脂的吸水性降低.随聚合温度的升高及体系pH的升高树脂的吸水性呈先增加后降低趋势.%Super absorbent resin (SAR) was prepared via aqueous solution polymerization with acrylic monomer.The influences of functional groups in resin chains, reaction temperature and reaction pH on water absorbency of super absorbent resin were investigated. Results show that methyl have negative effect on water absorbency.Hydroxyl is a group for the well-being of water absorbency. The contribution of ester on water absorbency is poorer than carboxylic. The water absorbency of resin is decrease along with the increase of chain length of ester. When reaction temperature and reaction pH are rising, the water absorbency of resin is increased and then decreased.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2011(042)004【总页数】4页(P693-695,699)【关键词】高吸水树脂;官能团;聚合温度;体系pH;吸水性【作者】鲍艳;马建中;李娜【作者单位】陕西科技大学,资源与环境学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西,西安,710021;陕西科技大学,资源与环境学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西,西安,710021;陕西科技大学,资源与环境学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西,西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TB34高吸水性树脂又称超级吸水聚合物,或超级吸水剂,是近年来合成的一种新型材料。

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tRe i i o si nk d W t r a o be sn
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(inPoic l n i eigLb r o rh o pe ti tno P t rsue n i as Ji rv i g er aoa r f eC m l Uiz i f e oeocsadBo s, l naE n n ty o t x l ao r m C a ghnu i rt o t h o g ,C agh n10 1 ,C ia hnc u nv s y f e nl y hn cu 30 2 hn ) e i c o
关键词 :腐植酸 ;高吸水树脂 ;磺化 ;改性 ;盐碱地
中 图分 类 号 :T 3 57 Q 2 . 文 献标 识 码 :A 文 章 编 号 :10 57 (0 2 2—0 1 0 05— 7 0 2 1 )0 0 3— 4
S n h ssT c n lg n e f r n e o uf n td Hu cAcd p l a r l y t ei e h oo y a d P ro ma c n S l a e mi i 。 o y c yi o c
a d sc o sl k r Di e e t i d o u fn t n a e t n u fn t n t mp r t r s s d e p n t er mi e a r s 。 n e . f r n n fs l a i g n s a d s l a i i f k o o o o e e au e wa t i d u o h i u
Ab t a t A i d o tra s r e t p l a r l a i e i s p e a e y p l me iain p o e s a sr c : k n f wae — b o b n oy c y i c d r sn wa r p r d b oy rz to r c s t c ro t mp rt r t mmo im ru ft 。 mmo u b s l t si iitr a d N , N me h l n ’ i’ c y — o m e e au e wi a h nu pes lae a nim iu f e a n tao , n i ’ t ye e b s a r l
ta iin lp lp o y e e a i tr a o b n e i n p o attl r n e, b tc u d a s fe tv l mp o e r d t a oy r p ln c d wae — bs r e tr sn i o r s l oe a c o u o l lo ef cie y i r v t e s i S prpe t s o o e c a g nd a o p i n W ae ’ b o b n e i t a i 。 l a ir ssa c s h o l o ri f in。x h n e a ds r to . e t ra s r e tr sn wih s l ne ak l e it n e wa i o a tt a i ‘l a is i i r v me t mp r n o s l t ne ak l o l mp o e n . Ke wo d y r s: HA; S AP; S lo ain; Mo i c to u f n to df ain; S l k l S i i a i Ala i o l ne
t e a p r t n r t fr s s as ic se . T e r s l n i ae h tt e c mp u d o n h s e u f n h s i i ae o e i wa lo d s u s d ao n h e u t i d c t d t a h o o n fs t e i d s l — s y z o ae u c a i ’ oy c yi cd wae 。b ob n e i o l o n y e e t ey o ec me t e s o t o n so t d h mi cd‘ la r l a i t ra s r e t s c u d n to l f ci l v r o h h rc mi g f p c ‘ r n v
发剂用量等对树脂吸液倍 率的影 响。实验结果 表明 ,所 合成 的磺化腐植 酸一 聚丙烯 酸复合 吸水 树脂 ,不但 有效克服 了 传统的聚丙烯酸类高吸水树 脂耐盐能力差的缺点 ,而且还有效地改善 了土壤 的离子交换性能和吸附性能 。应用 耐盐碱 型的高吸水树脂对盐碱地土壤的改 良有重要意义。
第4 0卷第 2期 21 0 2年 2月
塑 料 工业
CHI L T C ND T NA P AS I S I US RY ・1 ・ 3
磺 化 腐 植 酸 一聚丙 烯 酸类 交联 吸 水 树 脂 的 合 成 新工 艺及 性 能
秦 磊 ,王 超 ,张 龙
( 长春工业大学吉林省石化资源与生物质综合利用工程实验室 ,吉林 长春 10 1 ) 30 2 摘要 :以过硫 酸铵 一亚硫 酸氢铵体 系为引发剂 ,N,N 亚 甲基双丙烯酰胺 为交联剂 ,采用常温 聚合工艺制备 了 磺化腐植 酸 一聚丙烯 酸类 吸水树脂 。研究 了腐植酸磺化过程 中磺化剂种类 ,磺化温度的影响 ;讨论 了交联剂用 量 、引
efc s i h r c s fh fe t n t e p o e so umi cd s l n to . And t n u n e o h mo n fc o si k r i iitr o c a i uf ai n o he i f e c ft e a u to r sln e , n tao n l
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