高吸水性聚丙烯酸钠树脂的合成及性能研究

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高吸水性树脂的制备与应用研究

高吸水性树脂的制备与应用研究

高吸水性树脂的制备与应用研究论文关键词:高吸水树脂;吸水机理;结构论文摘要:本文介绍了淀粉类、纤维素类、共聚合类、复合类以及可生物降解类高吸水性树脂及其发展、结构以及吸水理论,并对目前的研究现状进行了分析。

高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料,由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。

1 高吸水性树脂的分类高吸水性树脂发展迅速,品种繁多,根据现有的品种及其发展可按以下几个方面进行分类。

1.1 按原料来源主要分类1淀粉系:包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等。

2纤维素系:包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。

3合成树脂系:包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等。

1.2 按亲水基团的种类分类①阴离子系:羧酸类、磺酸类、磷酸类等;②阳离子系:叔胺类、季胺类等;③两性离子系:羧酸-季胺类、磺酸-叔胺类等;④非离子系:羟基类、酰胺基类等;⑤多种亲水基团系:羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。

1.3 按制品形态可分四类:粉末状;纤维状;膜状;圆颗粒状。

2 高吸水性树脂的发展2.1国外发展上世纪50年代前,人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物,如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。

50年代,科学家通过大量的实验研究,建立了高分子吸水理论,称为Flory吸水理论,为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。

高吸水性树脂是20世纪60年代末发展起来的,最早在1961年由美国农业部北方研究所Russell等[1]从淀粉接枝丙烯腈开始研究,其目的是在农业和园艺中作为植物生长和运输时的水凝胶,保持周围土壤的水份;其后Fanta等接着进行研究,于1966年首先发表了关于淀粉改性的物质具有优越的吸水能力的论文,指出淀粉衍生物具有优越的吸水能力,吸水后形成的膨润凝胶体保水性很强,即使加压也不与水分离,甚至具有吸湿保湿性,这些特性都超过了以往的高分子材料。

高吸水性树脂的制备及交联剂对树脂吸水性能的影响

高吸水性树脂的制备及交联剂对树脂吸水性能的影响

・研究报告・高吸水性树脂的制备及交联剂对树脂吸水性能的影响Ξ蒋笃孝1) 宗龄瑛2) 罗新祥1)(1)暨南大学化学系 广州510632, 2)广州师院化学系 广州 510400)[摘 要] 用反相悬浮聚合和滴加单体的方法制备以聚乙二醇双丙烯酸酯交联的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。

详细探讨了温度、引发剂和单体浓度、油水比等最佳反应条件。

交联剂链长对树脂吸水率及吸水速率影响较大。

当聚乙二醇分子量为600时,树脂的吸水率最大,吸去离子水达1150g/g,吸生理盐水(019NaCl)125g/g,吸水速率较为理想。

[关键词] 高吸水性树脂;聚乙二醇双丙烯酸酯交联剂链长的影响;反相悬浮聚合Preparation of High Water-Absorbent and Study of the Influenceof Crosslinking Agent on Water-Absorbency 3Jiang Duxiao,33Song Lingying and 3Luo Xinxiang(3Depart1of Chem1Jinan U niversity,Guangzhou510632, 33Depart.of Chem.Guangzhou Teachers College,Guangzhou510400) Abstract:The water-absorbent(polyacrylate crosslinking with polyethyleneglycol diacrylate)was synthesized by inverse sus2 pension polymerization process and slow dripping addition of monomers to dispersing medium.The influence of such factors as tem2 perature,initiator concentration,monomer concentration,and volume ratio of oil phase to water phase on the absorbency of water -absorbent has been discussed in detail.The chain length of the crosslinking agent had a great effect on the absorbency and absorp2 tion rate of water-absorbent.As the molecular weight of polyethyleneglycol was600,the water-absorbent possessed maximum water-absorbency,absorbing1150times distilled water and125times saline solution(0.9%NaCl).K ey w ords:high wate-rabsorbent;polyethyleneglycol diacrylate;influence of the chain length of crosslinking agent;inverse suspension polymerization1 前 言反相悬浮聚合法是制备高吸水性树脂较先进的方法,具有制备工艺简单,树脂的物理形态和吸水性能较好等优点。

聚丙烯酸钠高吸水树脂合成及尿素控释性研究

聚丙烯酸钠高吸水树脂合成及尿素控释性研究
YE h — u S ih o,ZHENG o g, ANG n Tn W Pe g
( eatet f ni n et c neadE g er g H ri Istt o eh o g, ab 500 Cl ) D pr n o E v om n l i c ni ei , ab tu f cnl y H i 1 9 ,l m r aS e n n n nni e T o r n 0 i m
a d te ef c fc o si k d n i n h fe to r sln e st y,d g e fn u r l a o fs p r bs r n oy ro h e r e o e ta i t n o u e a o be tp lme n t e zi
r la e r t fu e y r g li d s u s d ee s a e o r a i h d o e s ic s e . n
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2卷 第6 3 期
20 年 1 07 2月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 (自然科 学版 )
J u n l fHabnUnv ri fC mme c tr l ce cs dt n o r a o r i ies yo o t ref u a i e io ) Na S n E i
tr i 0 1 % ,t e d g e fn u r l ai n o c l cd i 6 % ,a d t e t f e c in i o s . 0 h e r e o e tai t fa r i a i s 0 z o y c n h i o a t s me r o 1 o r . Me n i 0 hus a wh l e,t e s p r b ob n y r g li s d a t x f r u e ee sn , h u e a s r e t h d o e s u e s a mar o r a r l a i g i

聚丙烯酸-聚丙烯磺酸钠高吸水树脂的制备

聚丙烯酸-聚丙烯磺酸钠高吸水树脂的制备

聚丙烯酸-聚丙烯磺酸钠高吸水树脂的制备摘要:本文以丙烯酸、丙烯磺酸钠为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了聚丙烯酸/聚丙烯磺酸钠交联网络高吸水树脂。

实验结果表明,丙烯酸钠与丙烯磺酸钠两单体比例为5:1时,吸水倍率可达110倍。

反应温度60℃,丙烯酸中和度40%,交联剂用量1%,为最佳的反应条件。

关键词:高吸水性树脂,聚丙烯酸,聚丙烯磺酸钠高吸水性树脂是具有低交联度且含有亲水基的水溶胀型高分子聚合物,能够吸收自身质量的几百倍甚至上千倍重量的水[1]。

高吸水树脂在当今社会的应用越来越为广泛,其具有高能力的吸水性能与保水性能,已经引起了科学家的高度重视[2-4]。

目前,中国市场高吸水树脂需求量很大,但多数都是依赖于进口,中国在高吸水树脂生产制造方面相当落后,工业化规模小、产量低[5-6]。

因此,为促进我国高吸水树脂的产业化发展,需要加大对高吸水树脂的研究。

本文以丙烯酸、丙烯磺酸钠为单体采用溶液法合成了交联网络结构的高吸水树脂。

并探讨了温度、丙烯酸中和度、交联剂用量等因素对树脂性能的影响。

1.实验部分1.1实验过程在25ml的烧杯中加入适量蒸馏水和丙烯酸,加入一定量的NaOH调节丙烯酸中和度,待其溶解之后依次加入烯丙基磺酸钠、过硫酸钠及N,N-亚甲基双丙烯酰胺,搅拌使之溶解成均一溶液,调节水浴温度反应至形成稳定凝胶,再放入烘箱中干燥,即可获得聚丙烯酸/聚丙烯磺酸钠(PAA/PSA)高吸水树脂。

1.2表征方法采用Perkin Elmer1730 FTIR 仪对完全干燥的样品进行了红外光谱分析。

扫描范围为 400-4000cm-1。

选取一块完全干燥的样品称重,并记录其质量为m。

再将样品浸没在500ml的自来水中,每间隔一天称量一次吸水凝胶的质量直至达到吸水饱和,记录饱和凝胶的质量为m1,试样的吸水倍率ω可按式(1)进行计算:图1 PAA/PSA树脂的FTIR谱图图1为PAA/PSA共聚物高吸水性树脂的红外光谱图。

聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展

聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展

第40卷第8期 当 代 化 工 Vol.40,No.8 2011年8月 Contemporary Chemical Industry August,2011 聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展蒋 磊1,黄红军1,王 康1,万国顺2,张东升3(1. 军械工程学院 先进材料研究所,河北 石家庄 050003;2. 解放军驻743厂军代室,山西 太原 030027;3. 吉林预备役步兵第四十七师,吉林 吉林 132000)摘 要: 聚丙烯酸系吸附性树脂材料是一种以强亲水能力为基础的树脂材料,其应用领域十分广泛。

且随着应用研究的不断深入,其功能已经扩展至吸水、吸湿、离子吸附等领域。

综述了近几年国内外对丙烯酸系吸附树脂材料的合成及应用研究情况,并对今后研究的发展方向进行了探讨。

关 键 词: 聚丙烯酸系吸附树脂; 吸湿; 吸附; 合成; 进展中图分类号: TQ 325.7 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2011)08-827-05Research Progress in Preparation and Application ofPolyacrylatic Absorbent ResinJIANG Lei1,HUANG Hong-jun1,WANG Kang1,WAN Guo-shun2,ZHANG Dong-sheng3(1. Institute of Advanced Material ,Ordnance Engineering College, Hebei Shijiazhuang 050003, China;itary Representative Office in No.743 Factory, Shanxi Taiyuan 030027, China;3. No.47 Reserve Infantry Division, Jilin Jilin 132000, China)Abstract: Polyacrylatic absorbent resin has strong hydrophilic ability and wide application range. With deepening ofapplied research, its functionality has been extended to water absorption, moisture absorption and ion absorption. Inthis paper, research progress in synthesis techniques and application of polyacrylatic absorbent resin was summarized,then the future research direction was discussed.Key words: Polyacrylatic absorbent resin; Moisture absorption; Absorption; Preparation; Progress聚丙烯酸系吸附树脂是以丙烯酸类为原料,通过聚合方法合成的高分子树脂材料。

聚丙烯酸钠高吸水性树脂的研究_孙伯平

聚丙烯酸钠高吸水性树脂的研究_孙伯平
关键词 高吸水性树脂 反相悬浮聚合 聚丙烯酸钠 吸水率 保水率
高吸水性树脂是一类新型功能高分子材料 ,具有 高吸水性和高保水性 ,干燥后还可重复使用 ,同时又 具有良好的加工性能和使用性能 ,可广泛应用于工 业 、农业 、建筑 、园艺 、卫生等领域 。1980 年美国首先 实现了高吸水性树脂的工业化生产 ,随后日本 、法国 、 英国 、意大利等国都有不同规模的工业化生产 。但世 界年产量很小 ,远不能满足市场需要 。
时间/ h
40 ℃
保水率/ % 60 ℃
80 ℃
1
96
92
90
2
93
91
88
3
89
88
86
4
88
85
83
由表 8 可知 ,聚丙烯酸钠的保水性较好 ,即使在 80 ℃干燥 4 h 保水率仍达 83 %。经相同时间干燥 , 40 ℃、60 ℃、80 ℃下的保水率呈递减趋势 。 2. 3 树脂的回收再利用
有方向性 ,氢键结合的水分子在空间上有一定的取 向 ,相邻的氢键彼此干扰排斥 ,此外 ,相邻的 —COO 基团亦相互排斥 ,限制分子链的自由运动 ,使树脂的 微孔不能充分发挥其贮水能力 ,故树脂的吸水率较 低。
(7) 反应时间 在上述最佳水油比 、分散剂种类 、交联剂用量 、引
发剂用量 、反应温度及中和度条件下考察反应时间对
引发剂的用量不仅影响反应速率 、转化率 、分子
量的大小 ,而且会影响到反应是否会发生爆聚 。表 4
示出引发剂用量对树脂吸水率的影响 。
表 4 引发剂用量对树脂吸水率的影响
引发剂用量/ g
吸水率/ %
0. 02
296
0. 03
380
0. 04

探讨聚丙烯酸钠高吸水性树脂的研究进展

探讨聚丙烯酸钠高吸水性树脂的研究进展

探讨聚丙烯酸钠高吸水性树脂的研究进展摘要:作为吸水性能较为优异的新型材料,聚丙烯酸类高吸水性树脂在近几年来被广泛的应用于多个领域中,并且取得了良好的应用效果,尤其是在卫生、农业、医药等领域更是深受欢迎。

为了进一步优化聚丙烯酸类高吸水性树脂的性能,国内外的学者一直在进行相关方面的改性研究。

本文在论述聚丙烯酸类高吸水性树脂的合成工艺与吸水机理的基础上,针对提高其凝胶强度、耐盐性、吸水性、生物降解性、抗菌性、树脂稳定性等方面进行深入研究。

关键词:高吸水性树脂;聚丙烯酸;改性聚丙烯酸类高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料,具有极佳的吸水与抗压保水性能,这是因为它主要由羟基、羧基等亲水基团构成,并且内部结构成交联网状态,在水合作用下,它能够快速吸收超过自身质量几百甚至上千倍的水,并且能够将这种状态良好保持不受加压条件的影响。

而这种特质也使其在农业、医学、园林和生理卫生用品等领域得到了普遍的应用。

而为了进一步提高聚丙烯酸类高吸水性树脂的应用性能,国内外研究人员针对其耐盐性差、吸水量少、吸水速率慢、凝胶强度低等问题展开了深入研究,并且已经取得了良好的研究进展,总结出相对科学的改善策略,进一步提高了聚丙烯酸类高吸水性树脂的应用价值。

一、合成工艺与吸水机理常见的高吸水性树脂制备方法主要包括溶液聚合、乳液聚合、反相悬浮聚合、辐射聚合等,其中,最为常见的为溶液聚合,其主要优势在于工艺简单、操作便捷,而所存在的主要问题在于聚合中后期散热困难,导致材料分子量偏低且体系黏度高;反相悬浮聚合有效的改善了溶液聚合的缺点,同时具有聚合速率高、条件温和、副反应低等优势,但其主要问题在于溶剂不易回收;辐射聚合的主要优势在于聚合速率快、聚合效果均匀且污染低,但其研究时间较短,相关工艺尚不成熟,仍处于实验室研究阶段,并未广泛的投入到工业生产中。

聚丙烯酸钠高吸水性树脂的吸水机理为其中包含大量亲水基团,在适当交联度的作用下,内部形成三维网络结构,利用网络结构内外离子浓度的差异形成渗透压,在渗透压的作用下外界的水分子会涌入树脂内部。

木质素-聚丙烯酸钠高吸水树脂的制备及性能

木质素-聚丙烯酸钠高吸水树脂的制备及性能

木质素磺酸盐合成树脂( LS ̄g ̄PAAꎬ1 348 g / g) >木质素间苯二酚合成树脂( LR ̄g ̄PAAꎬ1 344 g / g) >木质素对甲酚合成树
脂( LC ̄g ̄PAAꎬ1 262 g / g) >碱木质素合成树脂( AL ̄g ̄PAAꎬ518 g / g) >聚丙烯酸树脂( PAAꎬ439 g / g) ꎮ 添加不同种类木质
性能ꎮ
关键词:木质素ꎻ聚丙烯酸ꎻ吸水树脂ꎻ孔隙结构
中图分类号:TQ35 文献标识码:A
文章编号:0253 ̄2417( 2018) 02 ̄0021 ̄08
引文格式:钱爽ꎬ任浩.木质素 ̄聚丙烯酸钠高吸水树脂的制备及性能[ J] .林产化学与工业ꎬ2018ꎬ38(2) :21-28.
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研究报告
doi:10.3969 / j.issn.0253 ̄2417.2018.02.003
木质素 ̄聚丙烯酸钠高吸水树脂的制备及性能
钱 爽ꎬ 任 浩∗
( 南京林业大学 轻工与食品学院ꎬ 江苏 南京 210037)
摘 要: 采用水溶液聚合法通过改变木质素种类合成木质素 ̄聚丙烯酸钠吸水树脂ꎬ比较了不同
树脂的形态特征、吸水及耐盐性能ꎬ并研究了不同木质素对合成树脂的微观孔隙结构和比表面积的
QIAN Shuang
影响ꎬ进一步采用动力学模型拟合树脂的溶胀行为ꎮ 结果表明:碱木质素( AL) 的少量( 2.67 %) 添 加对聚丙烯酸吸水树脂的吸水能力有显著提高ꎬ木质素邻苯三酚合成树脂( LP ̄g ̄PAAꎬ2 137 g / g) >
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( 量 分 数 ) 盐 水 的 能 力 为 1 5 质 食 1。
关 键 词 : 吸 水 树 脂 ; 相 悬 浮 聚 合 ; 丙 烯 酸钠 高 反 聚
中图分类号 : TQ3 5 7 2 . 文献标识码 : A
高 吸 水 性 树 脂 是 一 种 具 有 三 维 空 间 网络 结 构 的 强 亲 水 性 高 分 子 化 合 物 . 近 年 来 国 内 外 广 泛 开 是 发 研 究 的勒 型 功 能 材 料 之 一 。它 具 有 吸 收 自身 质 量几 百 倍 甚 至 几 千 倍 水 的 能 力 , 吸 水 速 率 快 , 水 且 保
高 吸 水 性 聚 丙 烯 酸 钠 树 脂 的 合 成 及 性 能 研 究
杨 秀 芳 王 云 芳 , 芳 玲 , 程
( . 西 科 技 大 学 化 学 化 工 学 院 , 西 咸 阳 7 0 1 2 成 阳 师 范 学 院 化 学 系 , 西 成 阳 7 2 0 ) 1陕 陕 1 8 ;. 2 陕 1 0 0
仪器 : 动搅拌器 ; 气瓶 。 电 氮
1 3 高吸 水 性 树 脂 的 合 成 .
1 3 1 淀 粉 糊 化 ..
按 淀 ; 与 水 的 质 量 比为 1:5 5取 样 , 7 l ! ; j . 在 0C糊 化 3 mi 0 n。
1 3 2 中和 丙 烯 酸 .. 在 冰 水 浴 的 保 护 下 , 2 ( 量 分 数 ) f 溶 液 中和 定 量 的 丙烯 酸 至 预 定 的 中和 度 。 用 5 质 Na) H
聚合物 沉降 , 却后 出料 、 滤 、 涤 , 出后于 15 冷 过 洗 取 0 C干 燥 3 h即得 产 品 。
2 性 能 测 定
・ 收 稿 日期 : 0 2 0 — 2 20 — 4 2
作 者 简 介 : 秀 芳 (9 3 ) 女 , 西 省 铜 川 市 人 , 教 授 . 究 方 向 : 机 合 成 与 分 析 杨 16一 , 陕 副 研 有
摘 要 : 究 了用反 相 悬 浮 聚 合 法 制 备 淀粉 接 枝 丙 烯 酸钠 高吸 水 性 树 脂 。 讨 了 聚合 物 的 研 探
吸 水 能 力 与 引 发 剂 、 联 剂 、 散 剂 用 量 及 聚 合 温 度 、 间 的 关 系 ; 定 了 树 脂 的 吸 水 速 交 分 时 测
率 、 水 性 等 性 能 ; 定 了产 物 合 成 的 最 佳 条 件 。所 得 树 脂 的 吸 水 能 力 为 1 0 、 0 9 保 确 8 0 吸 .
性能好 , 即使 在 较 高 温 度 下 也 不 会 溢 出 ; 而广 泛应 用 于 农 林 、 艺 、 油 化 学 、 筑 材 料 、 因 园 石 建 医疗 、 通 交 运输等各个领 域 。
l 实 验
1 1 实 验 原 理 .
采用反相 悬浮 聚合法 , 以环 已 烷 有 机 溶 剂 分 散 介 质 , 丙 烯 酸 单 体 、 发 剂 、 联 剂 、 散 剂 将 引 交 分
22 . 吸 水 速 率 测 定
分 别称取 0 5 . g吸 水 性 树 脂 置 于 数 只 1 0 mL烧 杯 中 , 入 1 0 mI 离 子 水 , 自吸 水 不 同 时 50 加 0 0 去 各 间 后 用 1 0目金 属 筛 过 滤 出 多 余 的水 , 出吸 水 体 质 量 得 出 吸 水 能 力 与 吸 水 时 间 的 关 系 , 图 1 0 称 见 。从 图中可知 , 吸水 速 率 随 吸水 时 间 的延 长 而增 加 。开 始 阶段 吸水 速 率增 加 较 快 , 达 到 一 定 时 间 以后 吸 当
维普资讯 轻 工 业 学 院 学 艰
J OURNA L OF NORTHW ES UNI T VERS TY GfT NDUSTRY I OF LI i I
0c .20 t 02

V o1 20 .
5 ・ 7
文 章 编 号 : (】一 5 1 ( 0 2 0 — 0 5 — 0 1 )O ( 8 1 20 )4 07 4
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・5 ・ 8
西 北 轻 工 业 学 院 学 报
第 2 O卷
2 1 吸 液 ( 离子 水和 质 量 分 数 为 0 9 的 Na 1 溶 液 ) 力 的 测 定 . 去 . C水 能
吸去 离 子 水 : 取 0 5 称 . g吸 水 性 树 脂 于 1 0 mI 烧 杯 中 , 入 1 0 mI 离 子 水 , 拌 2 mi 静 50 加 0 0 去 搅 0 n后 置 1 mi 用 1 0目金 属 筛 过 滤 除 去 多余 的 去 离 子 水 , 出 吸水 体 质 量 。 0 n, 0 称 吸 0 9/( 量 分 数 , 同 ) C1 溶 液 : 取 1 . 质 9 6 下 Na 水 称 g吸水 性 树 脂 置 于 5 0 0 mL 烧 杯 中 , 入 2 0 0 加 0 mI . 9 %Na 1 溶 液 , 置 、 滤 , 去 多 余 的液 体 , 出吸 水 体 质 量 。 用 下 式 计 算 吸 液 能力 : C水 静 过 除 称 吸水 能 力 ( / )一 吸 水 体 质 量 /树 脂 质 量 gg
经 强 烈 搅 拌 , 由基 接 枝 聚 合 成 高 吸 水性 树脂 。其 中 引 发 剂 引 发 玉 米 淀 粉 产 生 自由基 . 米 淀 粉 自 由 自 玉
基 再 引 发 丙 烯 酸 单 体 进 行 链 增 长 反 应 , 后 发 生链 终 止 。 最
12 原料 ’ .
试剂 : 米淀粉 ; 玉 丙烯 酸 ( . ) 环 己烷 ( . ); 氧 化 钠 (:P 。 C P ; C P 氢 (. )
1 3 3 聚 合 反 应 ..
将 制得 的糊 化 淀 粉 冷 却 至 6 加 入 交 联 剂 , 5C, 搅拌 1 , h 在
保 护 下 加 入 引 发 剂 , 温 3 ri 。再 恒 0 n a
在 中 和 后 的丙 烯 酸 中加 入 交 联 剂 并 通 ^: 然 后 滴 加 到 上 述 油 相 中 , 度 升 高 至 7 反 应 2 t 让 , 温 0C, ~4l ,
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