关于水凝胶高吸水性的研究

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1、《化工现代进展系列讲座》课程试题（小论文）学年：2010—2011学期：春季学期学号：10120977姓名：得分：评语：关于水凝胶高吸水性的研究摘要水凝胶因其特殊的内部结构而具有惊人的高水性。粉—丙烯晴接枝共聚水解物的制备及其吸水性能进行研究，主要验证水凝胶的高吸水性。关键词水凝胶吸水淀粉—丙烯晴引言水凝胶是由具有一定的交联度、不溶于水和有机溶剂、通常能吸收自身重量、几百倍甚至上千倍以上的水的高吸水性树脂吸水后形成的，它在宏观上是固体，但实际上是一种特殊的分散体系。水溶性聚合物和吸附性聚合物相比，在分子结构上高吸水树脂含有大量的亲水性很强的诸如羧基、羟基、酰氨基、磺酸基等化学基团，同时又

2、具有一定的交联度而形成了三维网状结构(如图1所示)，这些化学基团及其所形成的复杂结构赋予了树脂的高吸水特性。【1】水胶具有良好的保水性，即使受到一定的挤压也不会放出所吸收的水分，同时还保持不发粘，手感好等特点。水凝胶的诸多优点，使其广泛应用于医疗卫生、农林园艺、抗旱保水、防沙治沙、建筑堵漏、食品保鲜等领域。近年来，水凝胶技术的应用已经逐渐形成了一个新的化工领域。实验部分原料淀粉（干燥）、丙烯晴、引发剂(NH3)2Ce(NO3)6、NaOH（0.5mol/L）,HNO3(1mol/L),HCl(0.3mol/L)淀粉—丙烯晴接枝共聚水解物的制备基本配方：淀粉，10g；水，167ml;硝酸铈

3、铵,0.338g;HNO3,3ml;丙烯晴，15g；NaOH,400—500ml;HCl,500—600ml。聚合工艺：取淀粉10g，加水167ml，加热至92—94℃糊化，同时通氮气净化1小时，然后冷却至25℃，加入0.338g硝酸铈铵与3ml浓度为1ml/L的硝酸混合液，搅拌10分钟后加入丙烯晴15g，混合物在氮气保护下搅拌反应2小时，然后加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液400ml，加热至95℃皂化2小时，再用0.3mol/L的HCl溶液中和至pH为2—3，用离心机分离，洗涤后产物用氢氧化钠溶液调节pH为7.6，在110℃下干燥18小时，用粉碎机粉碎即为成品。吸水性能的测定【3—5

4、】吸水率：一克产品所吸收液体的克数，即Q﹦(m2-m1)/m1其中，Q为吸水率，m1为产品质量，m2为产品吸水后的质量吸水率的测定方法一：将产品放入盛有已知质量的水的烧杯中，静置1小时，然后经过滤，称量剩余的水，计算得水的减少量即为吸水量(m2-m1)，然后计算得吸水率的大小。方法二：把已知质量的产品放入茶袋中，在去离子水或0.9%的盐水中浸泡1小时后取出来，由增加的质量计算吸水率。【2】结果与讨论吸水后的水凝胶增重400余倍，其高吸水性得到验证。高分子吸水剂树脂，是一种有机高分子聚合物，它的分子结构中有网状分子链。吸水剂遇到水以后立即发生电解，离解为带正电和负电的离子，这种带正电和负电

5、的离子和水有强烈的亲合作用，因而使其具有极强的吸水性和保水性，能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的水。吸水后膨胀为水凝胶。水凝胶具有如此高的吸水率，必将成为化工材料中的明星。展望在短短的近30年来，水凝胶技术已经取得了许多阶段性的成果，产品品种繁多，用途极广，已深入到国民经济的各个领域，成为很有价值的重要材料。但水凝胶在生产中还存在很多问题，如制备周期太长，工艺比较复杂，生产成本高等，这就需要我们进行生产工艺的改善、相关理论研究、利用天然可再生资源为原料。另一方面，目前广泛应用的合成水凝胶产品一般很难被微生物分解，因此，为了保护环境，还应大力推进在可被微生物分解的水凝胶材料方面的研究。参

6、考文献1张立颖，梁兴唐，黎洪，熊开朗，高吸水性树脂的研究进展及应用，《化工技术与开发》，第10期，342顾雪蓉，朱育平编，凝胶化学，北京：化学工业出版社，2005.1；1233路健美，朱秀林等编，合成化学，1994.3；272—2764周国伟等编，工程塑料应用，1990.6；5—75邹新禧，超强吸水剂，北京：化学工业出版社，1991