半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)淀粉-PVP-AA高吸水性樹脂的合成與應(yīng)用研究.pdf

1、高吸水性樹脂是一種具有超強(qiáng)吸水能力和較好重金屬離子吸附能力的新型功能高分子材料，在農(nóng)業(yè)和土壤改善等方面應(yīng)用廣泛。目前，對(duì)高吸水性樹脂的研究不勝枚舉，但對(duì)半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高吸水性樹脂研究卻鳳毛麟角，該種樹脂不僅具有較好的生物相容性，且吸水保水能力和吸附重金屬能力都較一般樹脂突出，因此，研究半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高吸水性樹脂具有至關(guān)重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用水溶液聚合法，合成一種以可溶性淀粉、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和丙

2、烯酸（AA）為聚合單體，過(guò)硫酸銨（APS）為引發(fā)劑，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺（NMBA）為交聯(lián)劑來(lái)制備新型功能半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)淀粉/PVP/AA高吸水性樹脂（semi-IPN superabsorbent resin）。通過(guò)考察合成體系的反應(yīng)溫度和各物料的添加量?jī)?yōu)化了聚合反應(yīng)條件，結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃，PVP用量為20％，淀粉用量為30%，APS用量為1.25%，AA中和度為80%和NMBA用量為0.15%時(shí)，合成的樹脂性能最佳，

3、吸水倍率（蒸餾水）和吸鹽水倍率分別為2017.8g/g和79.0g/g。進(jìn)一步采用FTIR、DSC、SEM和CT對(duì)該樹脂進(jìn)行表征，F(xiàn)TIR表明PNaA鏈已接枝到淀粉骨架，DSC說(shuō)明在221℃以下該樹脂的熱穩(wěn)定性比較突出，SEM顯示該樹脂具有大量褶皺提高了比表面積，CT表明該高吸水性樹脂為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用篩網(wǎng)法測(cè)試半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)淀粉/PVP/AA高吸水性樹脂的吸水能力，研究了不同粒徑下樹脂的吸水速率，結(jié)果表明粒徑越小吸水速率越快，且其吸

4、附動(dòng)力學(xué)符合偽二階動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)粒徑越小，高分子鏈越容易松弛，利于樹脂吸水性能的提高。此外，該樹脂對(duì)鉛離子的吸附實(shí)驗(yàn)符合Freundlich等溫模型，為自發(fā)進(jìn)行的多層吸附。
　　對(duì)半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)淀粉/PVP/AA高吸水性樹脂的最佳pH使用范圍、重復(fù)使用性、在土壤中的最佳使用量以及對(duì)復(fù)合肥和水溶肥的防結(jié)塊性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，可知該高吸水性樹脂的最佳pH使用范圍為5~9，重復(fù)使用6次后仍具有較好的吸水倍率，在土壤中的最