SA-P(AA-AM)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)高吸水性樹脂合成及其性能研究.pdf

1、本文采用分步法制備SA/P(AA/AM)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)高吸水性樹脂。第一步是以木薯淀粉(St)和丙烯酸(AA)為原料，采用過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉(NH4)2S2O8-NaHSO3氧化還原引發(fā)體系，先合成淀粉接枝丙烯酸聚合物SA。第二步是選擇丙烯酸和丙烯酰胺(AM)為單體、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)為交聯(lián)劑，以(NH4)2S2O8-NaHSO3為引發(fā)體劑，再與SA進(jìn)行互穿網(wǎng)絡(luò)聚合反應(yīng)，合成了SA/P(AA/AM)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)高

2、吸水性樹脂，并對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征與研究。論文主要包括以下內(nèi)容：
　　 1．SA/P(AA/AM)互穿網(wǎng)絡(luò)高吸水性樹脂合成研究
　　 利用單因素法和正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化了制各工藝，確定的合成SA/P(AA/AM)最佳工藝條件為：各物質(zhì)的用量(以單體質(zhì)量為基數(shù))，丙烯酰胺/丙烯酸=0.4；引發(fā)劑用量0.32％；交聯(lián)劑用量0.035％；丙烯酸中和度85％;SA用量8％;反應(yīng)溫度55℃。此條件下制得SA/P(AA/AM)的吸水倍

3、率和吸鹽水倍率分別達(dá)到1480g/g和120g/g。
　　 2．高吸水性樹脂吸水機(jī)理的探討
　　 運(yùn)用Flory熱力學(xué)理論，對(duì)高吸水樹脂吸水機(jī)理和樹脂的結(jié)構(gòu)與吸水的關(guān)系進(jìn)行了研究，得出高吸水樹脂在結(jié)構(gòu)上必須具備兩個(gè)條件：其一，含有大量的親水基團(tuán)；其二，具有適當(dāng)?shù)牧Ⅲw網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。親水性基團(tuán)密度愈大，吸水能力愈強(qiáng)；樹脂交聯(lián)密度愈大，吸水能力越差，交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)均勻分布是提高吸水能力的重要因素。因此，吸水能力可看作是分子鏈上離子電

4、荷相斥而促使分子鏈伸展與擴(kuò)張和由交聯(lián)結(jié)構(gòu)及氫鍵而引起的阻止分子鏈擴(kuò)張的相互作用的結(jié)果。
　　 3．SA/P(AA/AM)互穿網(wǎng)絡(luò)高吸水性樹脂結(jié)構(gòu)及性能研究
　　 研究了SA/P(AA/AM)在高溫和高速離心條件下的保水性能。結(jié)果表明：SA/P(AA/AM)樹脂在70℃下干燥14小時(shí)后，其保水率為59.5％；在轉(zhuǎn)速為5000r/min的離心機(jī)中脫水分離90min后，其保水率為54.6％。
　　 研究了SA/P(AA

5、/AM)在不同溫度下的吸水能力和反復(fù)性吸水能力。研究發(fā)現(xiàn)SA/P(AA/AM)樹脂的吸水能力對(duì)溫度的依賴性不大，反復(fù)吸水能力較好。
　　 SA/P(AA/AM)的紅外光譜、熱重分析、掃描電鏡、透射電鏡和X射線衍射測(cè)試分析表明，SA的淀粉多糖大分子骨架以及接枝的聚丙烯酸支鏈PAA穿插在P(AA/AM)共聚交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，從而增強(qiáng)它們分子之間的相互作用，同時(shí)SA與P(AA/AM)大分子鏈間的物理纏繞及大量氫鍵作用，有效的提高了IPN的