高吸水性树脂的制备和应用
高吸水性树脂的合成
研究背景
研究背景
高吸水性树脂的应用领域广泛，如用作尿布、卫生巾、止血棉等医疗用品的 吸水材料，提高农作物的抗旱能力，以及在土木工程中用作土壤保水剂等。自20 世纪60年代以来，高吸水性树脂的研究和开发逐渐受到重视，至今已发展成为全 球范围内的重要产业。
合成方法
1、原材料选择
1、原材料选择
合成高吸水性树脂的原材料主要包括天然高分子材料和合成高分子材料。天 然高分子材料如纤维素、甲壳素等，具有环保、可持续等优点，但产量有限。合 成高分子材料如聚丙烯酸、聚乙烯醇等则具有较高的吸水能力，且可通过对聚合 物的分子量、交联度等进行调控来优化吸水性能。
材料与方法
在材料选择方面，目前常用的高吸水性树脂主要包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、 聚乙烯醇、聚氧化乙烯等。这些聚合物材料具有不同的化学结构和性质特点，因 此在制备高吸水性树脂时需根据实际需求进行选择。此外，为了改善高吸水性树 脂的性能，研究者们还尝试了多种改性方法，如添加交联剂、引发剂、功能性单 体等。
合成路线
合成路线
以聚丙烯酸高吸水性树脂为例，其合成路线可简述为：首先选择原材料聚丙 烯酸单体、交联剂、引发剂等，通过溶液聚合法将单体聚合成为预聚体，再加入 交联剂进行交联反应，形成三维网络结构的高分子聚合物，最后经过洗涤、干燥 等步骤得到高吸水性树脂。
性能评价
性能评价
高吸水性树脂的性能评价主要包括以下几个方面： 1、吸水速度：指单位时间内树脂吸收的水分量。一般而言，吸水速度与树脂 的交联度、分子量等因素有关。
结论
结论
高吸水性树脂作为一种具有优异吸水性能的材料，在多个领域具有广泛的应 用前景。本次演示详细探讨了高吸水性树脂的合成方法及特点，包括原材料选择、 制备工艺、成型工艺以及性能评价等方面，为相关领域的研究和应用提供了有益 的参考。随着科技的不断进步和创新，相信高吸水性树脂的研究和应用将取得更 加瞩目的成果。
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。
高吸水性树脂的合成与应用
高吸水性树脂的研究是以淀粉接枝丙烯腈开始的。 首先由美国 Fan ta 等[2]用硝酸铈铵为引发 剂, 淀粉接枝丙烯腈获得成功。 Gug liem elli 等[10]研究了皂化水解淀粉2丙烯腈接枝共聚物,W eaver 等[11]在此基础上制得吸水性聚合物“H SPAN ”。
对于用硝酸铈铵为引发剂, 淀粉接枝丙烯腈反应原理, F an ta 等人[12, 13]认为 Ce4+ 首先与淀粉配 位, 使淀粉链上的葡萄糖环 2, 3 位置上两羟基碳原子的一个被氧化, 碳链断裂, 未被氧化的羟基碳
醚化2交联法是制备纤维素基吸水性材料的一类常用方法。 一般有三种方式: (1) 先交联后醚 化; (2) 先醚化后交联; (3) 醚化与交联同时进行。不论采用何种方式, 均需要将精制好的原料纤维素 与碱溶液相互作用生成碱纤维, 以去掉可溶性的低分子物, 同时使纤维的结晶受到破坏、增加纤维 素大分子的反应活性。这里的原料纤维素是指天然纤维素如木浆等; 醚化时所使用的醚化剂通常为 一氯醋酸及其盐、二氯醋酸及其盐、环氧乙烷、环氧丙烷等; 交联时所使用的交联剂则一般是多官能 反应基团化合物。 212 酯化法
随后, 美国 G ra in2P rocessing, Gernera l M ills Chem ica l, H ercu les, N a t iona l sta rch、日本住友化 学、花王石碱、三洋化成工业等公司纷纷开展了研究和开发高吸水性树脂的工作。
高吸水性树脂不同于传统的吸水性材料如海绵、纸、棉等。高吸水性树脂应用广泛, 主要应用于 卫生用品、农业等方面, 如土壤改良、农林园艺中育苗保苗[6]等, 使灌溉节水, 并能提高农作物产量。 值得一提的是, 1983 年将高吸水性树脂应用于婴儿纸尿布, 首先在日本问世, 从此, 推起了高吸水 性树脂生产和研究的大高潮, 世界各公司纷纷扩大生产, 增加研究和开发力度[7]。时至今日, 高吸水 性树脂仍大量用于纸尿布、卫生用品方面。 可见进一步开拓开发高吸水性树脂潜力颇大。
高吸水性树脂的制备
高吸水性树脂的制备一、实验目标1．理解高吸水性树脂制备的基本原理；2．掌握实验室中沉析、真空干燥等常见的操作。
二、产品特性与用途高吸水性树脂或称超吸水性树脂（SAR），是指能吸收自身质量几百倍甚至上千倍水分的高分子聚合物，在日常生活、农业、医药及其他工业部门有广泛用途。
例如，高吸水树脂可用作香料载体、尿不湿的吸水材料；农业上用作园艺保水剂；工业上用作油水分离材料、污水处理剂、溶剂脱水剂；医药上用作人工肾脏过滤材料、血液吸附剂等，其很多用途正处于开发研究之中。
三、实验原理本实验以淀粉、丙烯腈为原料制备高吸水性树脂，主要的化学反应有两个，即接枝反应和水解反应。
接枝反应是以水为介质，以铈盐为引发剂，将丙烯腈接枝到已糊化的淀粉链上。
水解反应是在氢氧化钠的作用下，将接枝聚合物侧链上的腈基转变为酰胺基和羧酸盐基。
其反应式如下：接枝反应：R st +Ce4+Rst·+Ce3+(Rst代表淀粉，下同) 水解反应：作为吸水材料必须具备两个条件：一个是自身带有较多的吸水基团；二是本身不溶于水。
本实验制备的树脂是以淀粉为骨架，与丙烯腈接枝共聚成高分子化合物，不溶于水，侧链上的腈基又经过水解转化为亲水性很强的羧酸盐基和酰胺基，使其具有极强的吸水性。
因此，水解反应是使接枝共聚物实现其吸水性关键的一步反应，而水解反应条件选择的好坏直接影响到高吸水性树脂吸水性的高低。
四、主要仪器与药品1．主要仪器电热恒温水浴锅，电动搅拌器，500mL三口烧瓶以及氮气钢瓶等。
2．主要药品玉米淀粉，市售；丙烯腈，AR；硝酸铈铵，AR；氢氧化钠，AR；硝酸，AR；95%(v/v)乙醇，CP。
五、实验内容与操作步骤1. 称量淀粉10克装入三口烧瓶内，加200mL蒸馏水搅拌制成淀粉浆。
在氮气保护下，在80～85℃糊化30～40min，然后冷却到20～40℃。
2. 将硝酸铈铵用1mol/L的硝酸配成0.1g/mL的溶液，取3mL硝酸铈铵溶液与16克丙烯腈混合，配制成丙烯腈的硝酸铈铵溶液。
耐盐抗压高吸水性树脂的制备及其应用
耐盐抗压高吸水性树脂的制备及其应用摘要：本文研究制备了一种具有耐盐抗压高吸水性的树脂，并探讨了其应用。
制备过程中采用了反相乳液聚合的方法，引入了丙烯酸和丙烯酰胺等单体，并添加了交联剂，使得树脂具有了优异的耐盐性、抗压性和高吸水性能。
同时，在农业领域，树脂可用于提高土壤水分利用率，改善盐渍土的质量，减轻植物对盐渍土的敏感性，从而提高农作物的产量和质量。
关键词：耐盐抗压高吸水性、树脂、反相乳液聚合、交联剂、农业1. 引言水是生命的基础，而土地是农业生产的基础。
但是，全球气候变化、人口增长和环境污染等因素导致了水资源短缺和土壤盐渍化等问题，给农业生产和生态环境带来了巨大的挑战。
因此，开发一种具有耐盐抗压高吸水性的树脂，可以提高土壤水分利用率，改善盐渍土的质量，减轻植物对盐渍土的敏感性，从而提高农作物的产量和质量，对于解决上述问题具有重要的意义。
2. 实验方法2.1 材料十二烷基苯磺酸钠（SDS）、双氧水（H2O2）、一硫代二甲醇（MT）、甲基丙烯酰胺（MAM）、乙酸丙烯酯（AA）、交联剂等。
2.2 反相乳液聚合法制备树脂以MT和SDS为复配乳化剂，将MT和SDS按照一定比例溶解在去离子水中，得到复配乳化剂溶液。
将MT和SDS复配乳化剂溶液倒入四口瓶中，在其中加入盐类水解液、H2O2、AA、MAM等单体，并通过喷淋的方式加入交联剂。
在磁力搅拌器上加热，使体系温度达到80°C，同时加入过氧化氢，即可引发乳液聚合反应。
随着反应的进行，可以观察到乳液逐渐变浓，到达90°C时停止反应，得到未固化树脂。
2.3 固化树脂将未固化的树脂在60°C下进行烘烤，直至样品表面完全干燥，然后继续在140°C下进行固化处理，约30min后即可取出固化树脂。
3. 结果及分析通过实验发现，制备的树脂具有优异的耐盐性、抗压性和高吸水性能。
在水浸泡10min，然后放置24h后，样品吸水率达到了1500%左右，表现出很好的吸水性能。
高吸水树脂的制备——高化实验报告
高分子化学实验报告
水。当渗透压差消失时，树脂便达到了吸水平衡。 3.影响高吸水性树脂吸水倍率的因素有哪些？ 答：影响因素很多。从原料上考虑，有单体的类别、中和度，还有交联剂、引发剂的 类型和用量；从聚合过程上考虑，有聚合温度、聚合时间、加料方式等；从成品的角度考 虑，有结构助剂、防老化剂的用量等等。 九、 实验心得
COOH COOH
NaOH Na2S2O8
COOH O NH NH OCHN OCHN O CONH CONH
COOH
CO因为制备高吸水树脂需要以丙烯酸钠作为一部分单体， 因此 选用水溶液聚合更加方便。 三、 实验背景
高吸水性树脂 （Superabsorbent polymers， 简称 SAP） ， 是一种新型功能性高分子材料， 它能吸收相当于自身质量数百倍甚至上千倍的液体， 同时具有较高的保液能力， 不能用简单 的物理方法将内部水分挤出，还可以反复吸水释水，因此其用途极为广泛。 高吸水性树脂按原料来源主要分为三大系列： 即淀粉系列、 纤维素系列和合成树脂系列。 淀粉系包括淀粉接枝、 羧甲基化淀粉、 磷酸酯化淀粉和淀粉黄原酸盐等； 纤维素系包括纤维 素接枝、 羧甲基化纤维素、 羟丙基化纤维素和黄原酸化纤维素等； 合成树脂系包括聚丙烯酸 盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类和无机聚合物类等。 高吸水性树脂的性能包括树脂的吸收能力、吸液速率、保水能力、强度和稳定性等，
3
高分子化学实验报告
下图分别为聚合得到的凝胶（左）和切割得到的胶块（右） ：
下图分别为烘干后的吸水树脂（左,薄膜态）和吸水饱和后的树脂（右，胶冻态） ：
六、
注意事项 1. 本实验为研究型实验， 中和度、 交联度和引发剂用量都为可选条件， 在实验前应明
确分工，并进行详细记录，我们将中和度和交联剂用量作为了变量。 2. 在中和过程中， 氢氧化钠水溶液应滴加到丙烯酸中， 使其缓慢放热。 中和度用摩尔 比计算。 3. 在聚合过程中不可搅动溶液，聚合之后应用去离子水洗涤，而不是自来水。
高吸水性树脂的合成与应用探讨
101 高吸水性树脂的特点及性能高吸水性树脂的三维结构和亲水性基团使其具有很好的亲水特性，表现出很好的保水性和吸水性。
当高吸水性树脂吸收水分时，会膨胀成为一种水凝胶，即便是在压力作用下，水也很难从凝胶中分离出来[1]。
与传统的吸水材料相比较，高吸水性树脂的吸水速度更快，吸水量更多，能够达到其自身数量的百倍乃至千倍。
因此，高吸水性树脂被广泛应用于生理卫生用品、农林园艺以及医药等领域。
2 高吸水性树脂的种类2.1 淀粉类高吸水性树脂淀粉是一种广泛存在于植物中的天然高分子聚合物。
利用淀粉制备高吸水性树脂不仅能够降低生产成本，而且制备的高吸水性树脂具有较好的生物降解性。
淀粉类高吸水性树脂的主要合成方法是接枝共聚，淀粉在引发剂的作用下与乙烯类有机单体进行接枝共聚。
该反应主要利用偶氮类、过氧化物以及氧化还原类引发剂进行反应，在特殊的情况下也可采用辐射引发[2]。
吴瑞红[3]在采用过硫酸钾引发红薯淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚，实验结果表明，该高吸水性树脂具有较好的吸水性和耐盐性。
2.2 纤维素类高吸水性树脂纤维素的来源比较广泛，在市场上很容易获得，同时价格也比较便宜，在化学反应过程中自身的属性很容易发生改变。
因此，利用纤维素作为高吸水性树脂的原料也是一个重要的发展方向。
秦传高[4]在中以过硫酸钾为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，麦秸秆纤维素和丙烯酸作为原料合成了高吸水性树脂，实验结果表明，该吸水性树脂对去离子水、自来水以及0.9%生理盐水的吸收率分别达到了322.7g/g、167.2g/g和30.6g/g。
2.3 合成树脂类高吸水性树脂合成树脂的发展起步比较晚，最开始是在日本及西方发达国家应用起来的。
目前，合成树脂类高吸水性树脂成为了主要的研究方向，其主要分为丙烯酸（盐）类、丙烯腈类以及聚乙烯醇类。
2.4 高吸水性树脂制备方法在使用高吸水性树脂时，由于对高吸水树脂的形貌、适用范围以及对其吸水能力的需求不尽相同，因此，在制作高吸水树脂时，要挑选针对性的合成工艺，其特性详见表1。
高吸水树脂的制备及其性质研究
高吸水树脂的制备及其性质研究高吸水树脂，也叫超级吸水树脂，是一种高分子材料，能够吸收数倍于自身重量的水或其他液体。
它具有良好的吸水性、保水性、离子交换性和吸附性等特点，因而被广泛应用于卫生、农业、环保、化工等领域。
本文将介绍高吸水树脂的制备、特性及其在实际应用中的优缺点。
一、高吸水树脂的制备高吸水树脂的制备方法较多，主要包括自由基聚合法、原位聚合法、悬浮聚合法等。
以下将分别介绍这三种方法的原理及特点。
1、自由基聚合法自由基聚合法是目前应用最广泛的高吸水树脂制备方法之一。
该方法是利用双烯丙基醚、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺等单体和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等交联剂在反应器中，在引发剂的作用下发生自由基聚合反应，形成高分子网状结构。
自由基聚合法的优点是操作简单、工艺成熟、产量高，且制备出的高吸水树脂具有较为均匀和稳定的孔隙结构、较高的吸水性能和化学稳定性。
但缺点也明显，由于聚合反应过程中存在多种副反应，如交联度不均、水解、分解等，导致产品品质不稳定，耐久性差，且合成出的高吸水树脂多为非无毒或半无毒的产物。
2、原位聚合法原位聚合法是在水溶液中通过加入不同的单体，即可得到高吸水树脂的制备方法。
该方法的关键在于加入丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等水溶性单体，并反应后形成高分子材料的过程。
与自由基聚合法不同，原位聚合法需要在低温下进行反应，以控制高分子的交联度，并加入交联剂促进交联反应的进行。
原位聚合法的优点在于制备出的高吸水树脂结构较为优化，分子间的相互作用增强，吸水性能更好，且水分子运动更加自由，有利于离子交换反应的进行。
缺点是需要对反应温度、反应物和交联剂等进行较为严格的控制，否则会产生聚合不完全、交联不均和晶体生成等副作用。
3、悬浮聚合法悬浮聚合法是一种新型的高吸水树脂制备方法，主要通过将单体和交联剂等散布在水中，形成悬浮液，并在引发剂的作用下进行自由基聚合反应。
与自由基聚合法相比，悬浮聚合法的优点在于制备工艺简单、成本低、产能高，且吸水性能和耐久性都得到了很大的改进。
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苏州大学本科生毕业设计（论文）高吸水性树脂的制备和应用目录中文摘要 (1)ABSTRACT (1)第一章前言 (2)1.1 高吸水性树脂简介 (2)1.2 高吸水性树脂分类 (3)1.3 高吸水性树脂主要的聚合方法 (3)第二章实验部分 (4)2.1 实验试剂及仪器 (4)2.2 主要实验 (4)第三章结果与讨论 (4)3.1 反应温度对反应时间的影响 (5)3.2 引发剂用量对高吸水性树脂吸水倍率的影响 (5)3.3 交联剂用量对高吸水性树脂吸水率的影响 (6)3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的单体比例对高吸水性树脂吸水率的影响 (7)3.5 丙烯酸中和程度对高吸水性树脂吸水率的影响 (7)3.6 反应温度对高吸水性树脂吸水率的影响 (8)3.7 是否通氮气保护对反应的影响 (8)3.8 结构表征 (8)第四章高吸水性树脂的应用和发展方向 (9)4.1高吸水性树脂的特殊而又广泛的应用领域 (9)4.2高吸水性树脂未来的发展方向 (10)第六章结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)中文摘要采用水溶液聚合法，以N，N 一亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)或过硫酸铵（APS）为引发剂合成了高吸水性树脂聚(丙烯酸一丙烯酰胺)(P(AA—AM))，研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂及交联剂用量、反应温度对树脂在去离子水和0．9％盐水和自来水中吸水率的影响．最佳条件下制备的树脂在去离子水中吸水率为1200 。
关键词:水溶液聚合丙烯酸丙烯酰胺合成吸水率ABSTRACTBy solution polymerization ，using N,N一methylenebisacrylamide (NMBA ) as crosslinking agent，Potassium persulfate (KPS) , Ammonium persulfate(APS) as an initiator Synthesis of superabsorbent poly (acrylic acid a acrylamide)(P(AA-AM)), study the monomer ratio, and the degree of acrylic acid, initiator and crosslinker, the reaction temperature on the resin in deionized water and 0.9% saline and tap water in the water absorption. Resins prepared under optimal conditions in deionized water absorption is 1200.Keywords: Solution polymerization Acrylic acid Acrylamide Synthesis Water absorption第一章前言1.1 高吸水性树脂简介高吸水性树脂是一种含有强亲水性基团并且有一定文联度的功能性高分子材料。
它不溶于水和任何有机溶剂，但能吸收其自身重量几百倍乃至几千倍的水；吸水后立即溶胀为凝胶，具有优异的保水功能，即使受压也不溢出水。
高吸水树脂是近年来被广泛应用于工业、农业、建筑、环保[1] 日常生活各个领域的功能高分子材料, 经过近些年的发展, 吸水能力由最初的几十倍到如今的几百倍。
我国是个农业大国, 土壤的种类多样化, 并且近些年来我国的土地干旱问题严重, 高吸水树脂在农业的发展潜力巨大, 可以起到保持土壤湿度、保肥等作用。
目前, 国内外制备高吸水树脂的原料有4类: 淀粉类、合成树脂类、纤维素类、有机无机复合高吸水性树脂[2] 。
其中, 纤维素类吸水树脂的耐盐性好, pH 值易于调节, 抗生物降解的性能比较好, 具有重要的环保意义和经济价值[3,4] 。
天然纤维素来源广泛, 从资源的可持续利用, 低碳环保等方面, 纤维素类吸水树脂有广阔的前景。
超强吸水树脂的开发还将带来有关学科如医学、生物工程学、生理卫生学、水土学、生命科学以及日用品、美容化妆、敏感元件等的发展[5] , 并且吸水树脂吸水后具有一定粘度, 在石油化工方面应用前景广泛。
美国、日本、欧洲各国都成功地开发了各种类型的高吸水性树脂，并已经用作纸制尿布和生理用品等卫生材料，用于防水材料、结露防止荆、保鲜荆、溶剂脱水荆等产业及绿化、农业等[6]。
我国从80年代后期对高吸水性树脂进行了研究开发．取得了一定的成绩．陆续有一些小型的工厂投产，但与国外相比还有距离，缺乏竞争力近几年，高吸水性树脂的世界需求量逐年增长，具有很大的发展潜力[7]。
高吸水性树脂的合成可分为两条路线：一是用天然高分子吸水材料改性，产品称为半合成树脂[8]；另一条路线则是由亲水单体聚合而成，产品称为合成树脂。
由亲水单体合成高吸水性树脂主要有两种聚合方法：反相悬浮聚合和水溶液聚合。
高吸水性树脂的制备方法根据原料分类可分为淀粉系列、纤维素系列和合成聚合系列[9,10]，目前高吸水性树脂太多为合成聚合系列，尤其聚丙烯酸钠系列在高吸水性树脂领域中应用最为广泛。
我国从80年代后期对高吸水性树脂进行研究开发．取得了一定的成绩．陆续有一些小型的工厂投产，但与国外相比还有距离，缺乏竞争力近几年，高吸水性树脂的世界需求量逐年增长，具有很大的发展潜力。
高吸水性树脂的合成可分为两条路线：一是用天然高分子吸水材料改性，产品称为半合成树脂；另一条路线则是由亲水单体聚合而成，产品称为合成树脂。
1.2 高吸水性树脂分类天然高分子加工产物淀粉-丙烯晴接枝聚合水解物淀粉-丙烯酸共聚物淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物其他淀粉类纤维素接枝共聚物纤维素类纤维素衍生物交联物其他纤维素类去其他多糖类：琼脂糖、壳多糖衍生物蛋白质类纯合成高分子聚丙酸钠交联物丙烯酸或丙烯酸钠-乙烯醇共聚物（丙烯酸甲酯-醋酸乙烯共聚皂化物）丙烯晴聚合皂化物甲基丙烯酸羟乙基脂聚合物其他聚丙烯酸类聚乙烯醇交联聚合物聚乙烯醇类乙烯醇和其他亲水性单体接枝聚合物其他聚乙烯醇类其他合成高分子类：聚环氧乙烷系、丁烯和马来酸酐共聚物等1.3 高吸水性树脂主要的聚合方法聚合方法主要有：本体聚合法、溶液聚合法和反相悬浮聚合法等[11,12]。
本体聚合法由于反应热难以排除，加上聚合物出料难，用于实验室合成偏多。
反相悬浮法以溶剂(油相)为分散介质，水溶性单体在悬浮剂和强烈搅拌作用下，分散成悬浮水相液滴，引发剂溶解在水相液滴中而进行的聚合反应．溶液聚合法反应单体和引发剂等在适当的溶剂中进行聚合，聚合工艺简单，单体转化率高，吸水能力和保水能力强，最主要是制备工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点，是一种符合环保节能的制备方法，特别适合于工业化生产。
本实验主要采用溶液聚合法来合成丙烯酸系高吸水性树脂。
水溶液聚合法操作简单、环境友好，是通过单体的烯烃双键的游离加成反应完成的。
生产工艺由聚合和聚合后处理2部分组成。
在聚合工序，高纯丙烯酸先由氢氧化钠部分中和，再将一定中和度的丙烯酸钠盐水溶液配制成物料进入聚合釜聚合。
在后处理工序，胶体聚合物被粉碎后输送到干燥机干燥，产品经筛分后包装。
该工艺技术的优点是流程较短，操作比较容易控制水溶液聚合法可以采用聚合后的溶胶干燥、粉碎、筛分的连续工艺技术，效率高，适合规模化生，污染物排放量很低，解决了一些放大效应，产品色泽洁白，吸水倍数和其他指标容易按要求控制，设备要求相对简单，是适合规模生产的工艺。
目前世界上80％一90％高吸水性树脂生产工艺为水溶液法。
第二章实验部分2.1 实验试剂及仪器实验药品丙烯酸，CP；N，N 一亚甲基双丙烯酰胺，CP;过硫酸钾，AR；丙烯酰胺，AR；过硫酸铵，AR;氢氧化钠，AR。
实验仪器电热恒温鼓风干燥箱；电子天平；水浴锅；无极恒速搅拌器。
2.2 主要实验（1）中和称取一定量的丙烯酸，加入一定量的蒸馏水。
配一定浓度的 NaOH 溶液，缓慢加入到丙烯酸溶液中，并不断搅拌。
（2）加交联剂和引发剂按照配方在中和好的丙烯酸溶液中加入定量的单体丙烯酰胺，交联剂 N，N 一亚甲基双丙烯酰胺，搅拌到完全溶解。
（3）开始反应在4颈烧瓶中先通5分钟氮气排出烧瓶中的氧气，防止瓶中氧气影响聚合反应。
加入反应物，在40℃-90℃下反应数小时。
（4）后期处理反应结束得到无色透明凝胶，将所得凝胶在70—80℃烘箱中烘干后用剪刀把烘干后的凝胶剪碎，然后继续在烘箱中烘数小时，完全烘干后用研钵把凝胶磨碎即得高吸水性树脂。
第三章结果与讨论影响高吸水性树脂吸水性能的因素高吸水性树脂的吸水能力主要与树脂本身的内部结构如交联度、亲水基团和外部溶剂的性质相关。
q m 53≅i2V u×S∗122+12−x1V1.υeV0υe:交联网络中链的数目;V0 : 未溶胀树脂的体积; V u : 结构单元的摩尔体积; i/ V u:未溶胀树脂的固定离子浓度; S∗: 外部溶剂的离子强度;υeV0 : 树脂交联度;12−x1V1: 树脂与水的相互作用参数;q m: 树脂最大溶胀比。
树脂本身的影响可见树脂交联度增加,树脂吸水能力降低,但树脂必须具有一定的交联度,以保证树脂只溶胀、不溶解;离子型的高吸水性树脂吸水能力优于非离子型树脂,亲水基团的亲水能力顺序为- SO3H > - COOH > - CONH2 > - OH;树脂的吸水能力还受到其粒径的影响[13],树脂的粒径越小,吸水率越高,但粒径不能太小,以免颗粒粘接成“面团”,导致吸水率下降,一般粒度多控制在20～145 目,最好制成多孔或鳞片状[14]。
3.1 反应温度对反应时间的影响表3-1 同等反应条件下不同反应温度对反应时间的影响试验编号反应温度（℃）反应时间（min）1 50 962 60 903 70 504 80 405 90 38由上面表格可知随着反应温度的升高，反应时间降低,但是聚合温度太高，反应速度过快，易造成暴聚，造成产物粘连，贴壁现象。
3.2 引发剂用量对高吸水性树脂吸水倍率的影响图3-2 同等反应条件下引发剂的用量对产物吸水倍率的影响由上图可知引发剂的用量越多，树脂的吸蒸馏水的倍率越小,这是由于引发剂的用量过多时，聚合反应速度过快难以控制，容易发生爆聚并且聚合物的交联度过大，低聚物较多所以产物的吸水率较低。
引发剂过少时引发反应较困难，未反应的单体较多，另一方面聚合物的交联密度过少，所以产物的吸水率减少。
由图可知，当引发剂的物质的量占单体的0.05%时，树脂的吸水率达到最大。
3.3 交联剂用量对高吸水性树脂吸水率的影响图3-3 同等反应条件下交联剂用量对产物吸水率的影响由上图可知，吸水率随交联剂用量(占单体总量)减少而增加，主要原因是：交联剂用R e s i n a b s o r p t i o n r a t e o f d i s t i l l e d w a t e rAmount of initiator(%)R e s i n a b s o r p t i o n r a t e o f d i s t i l l e d w a t e rAmount of Crosslinker(%)量少时，交联点少，使得交联密度小，从而形成的网络结构易于膨胀，树脂吸水率较大；交联剂用量过多时，交联点多。