小麥淀粉制備SAP工藝及機理研究.pdf

1、高吸水樹脂(SAP)是一種特殊的功能性聚合物，具有獨特的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以吸收自身重量的幾十倍甚至幾千倍的水而且不易失去，是近年來合成的一種新型材料。本文主要研究了以小麥淀粉為原料，過硫酸銨為引發(fā)劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑合成小麥淀粉基高吸水樹脂、高凝膠強度高吸水樹脂、多孔高吸水樹脂三種高性能高吸水樹脂。同時對高吸水樹脂的吸液機理進行研究分析，具體內(nèi)容如下:
　　(1)水溶液法合成小麥淀粉基高吸水樹脂的工藝。主要以吸水倍

2、率為參考指標，考察了過硫酸銨、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚合時間、聚合溫度、中和度五個因素對吸水率的影響。用X-ray和IR對共聚物結(jié)構(gòu)進行了表征。試驗結(jié)果表明:小麥淀粉基高吸水樹脂的最佳合成工藝，交聯(lián)劑添加量0.03％，過硫酸銨為0.11％，聚合時間1h，中和度60％，聚合溫度50℃，此時吸水率為1320g/g。X-ray和FT-IR結(jié)果表明小麥淀粉和丙烯酸發(fā)生了接枝共聚反應(yīng)。
　　(2)以小麥淀粉為原料，通過加入高嶺土、順丁烯

3、二酸、改變糊化水用量，與丙烯酸接枝共聚制備具有較高凝膠強度的高吸水樹脂，考察了N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、高嶺土、順丁烯二酸和糊化水用量對高吸水樹脂凝膠強度和吸水率的影響，并引入隸屬度考察各因素對綜合分值的整體影響。研究表明:高嶺土添加量為5.62％，交聯(lián)劑添加量為0.07％，順丁烯二酸添加量為12.87％，淀粉/水為6％，此時高凝膠強度高吸水樹脂綜合分值為0.615。同時用普通高吸水樹脂和高凝膠強度高吸水樹脂做保水率和重復(fù)吸水率研究，發(fā)

4、現(xiàn)凝膠強度高的高吸水樹脂具有較好的重復(fù)吸水能力和保水能力。
　　(3)采用水溶液法制備多孔高吸水樹脂，用SEM對共聚物結(jié)構(gòu)進行了表征，探討了黑曲霉菌液量、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度以及NaOH添加量等條件對多孔高吸水樹脂吸水速率的影響。結(jié)果表明:菌液添加量為15.05％，培養(yǎng)溫度48.45℃，培養(yǎng)時間3.06d，NaOH添加量為8g時，此時多孔高吸水樹脂的吸水速率為59.91g/(g*h)，比同粒徑大小的高吸水樹脂吸水速率提高86.1％。

5、SEM結(jié)構(gòu)表征顯示添加黑曲霉菌液后，樹脂形成明顯孔狀結(jié)構(gòu)。
　　(4)測定了高吸水樹脂在NaCl、KCl、MgCl2、 CaCl2溶液中吸液率和吸附鹽離子率，研究高吸水樹脂對NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2的吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)。結(jié)果表明:高吸水樹脂的吸液率和吸附鹽離子率與鹽溶液中陽離子的價態(tài)有關(guān)，對二價陽離子的吸附能力遠小于一價陽離子，吸附Na+、 K+的平衡常數(shù)b和速率常數(shù)ks遠大于吸附Ca2+、Mg2+平衡常數(shù)b和