淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂的制备及其性能研究

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1、硕+学化论文摘要近年来，我国对高吸水性高分子材料的需求逐年增大，对其质量要求也日益提高。目前我国的高吸水性材料主要用于卫生用品。随着西部大开发和国家对环境保护的重视，高吸水性高分子材料在沙漠防治，防止水土流失，植树造林，处理废水等方面的需求也日益增加。所以，加快高吸水性高分子材料的研究对我国有着非常重要的意义。本论文以寻求价格低廉的原料，开发高性能的产品，保证产品的绿色环保性为目的，通过水溶液聚合法制备了淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂，考察了其吸水保水性能、吸附性能和降解性能，其主要结果如下：1．考察了引发剂质量分数、交联剂质量分数、中和度、反应温度及淀粉与单体配比对淀粉接枝聚

2、丙烯酸高吸水树脂吸水倍率的影响规律。结果发现，当引发剂质量分数为0．35％，交联剂质量分数为O．05％，中和度为80％，反应温度为60℃，淀粉与单体质量配比为l：12．5时，所得高吸水树脂最高吸蒸馏水倍率和吸生理盐水倍率(质量分数O．9％)分别为770mL儋和75mL／g，与不加淀粉时的吸水树脂相比吸水倍率分别提高了65％和25％。2．通过对100—200目的淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂吸水速率的研究表明，在20℃蒸馏水中浸泡10s时，吸水速率达到最高值1lg／(g·s)，100．120s后进入平台区，吸水速率变化缓慢。3．在20．50℃的范围，研究了淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树

3、脂的保水行为动力学。结果表明：在自然条件及恒温恒湿箱中20℃、30℃条件下，淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂的保水能力要强于聚丙烯高聚物；而在40℃、50℃的条件下二者的保水能力相当；其保水过程属于零级反应，反应速率常数为扣2．964l×103exp(．匕他7)，其保水过程的表观活化能睁19．3385I(J／mol；且所得到的动力学预测方程与根据实验数据所得的曲线达到很好的吻合。4．在20．40℃的范围，研究了淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂对O．5—49／L浓度范围内CuS04的吸附行为动力学。结果表明：在室温2．3min之间，淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂对CuS04的吸附已趋近平衡状

4、态，之后，吸附略有下滑趋势；当Cus04浓度为29／L时高吸水树脂已基本吸附完全；且对CuS04水溶液的等温吸附行为符合Freundlish关系，其吸附等温表达式为疋=0．06co。39儋；淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂对CuS04的吸附主要是物理吸附和脱附的复合过程，属于一级反应，其反应速率常数为肛6．92×lO-9exp(．易膻乃，其吸附过程的表观活化能乜=．35．4184Ⅺ／m01，具有反应温度低、吸附速度快的特点，并且反应速率常数具有负的温度系数特征。5．研究了淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂的降解过程，结合红外表征证明所制材料可淀粉接枝聚丙烯酸高吸水树脂的制符及其性能研究以

5、在紫外光照射下发生降解，是一种新型的环境友好型材料。关键词：高吸水材料；淀粉；聚丙烯酸；接枝共聚；保水；保水动力学；吸附动力学；降解lIAbstractInrecentyears，、venotonlydemandformorea11dmoresuperabsorbentpolymersmaterialseve巧year，butalsoincreaSingtheirquality．Atpresent，Superabsorbentpolymersareusedmainlyasabsorbemsi11sanitaU．WitlltIledevelopmentofthewestemr

6、egionandthecoun时attachedgreatimponancetoenVironnlentalprotection，superabsorbentpolyrrlersmaterialswillbewidelyusedinthefightagainstthedesert，topreVentsolleroslon，a仟orestation，andotheraspectsofwaStewater扛eatment．Therefore，tospeedupthesuperabsorbentpolymersmaterialsofourcount巧hasaVer)，impon￡

7、呲signmcance·Inordertofindlow．costraw，hi曲．perfomlance，and衔endlyenviro吣entmatenals，Inthisp印er，SuperabsorbentbygraRcop01ymerizationofpoly(ac拶licacid)ontostarchwaLspreparedbysolutionpolymerizationmethod，Studiedofitswater．absorbing，water-holdmg，adsorptionanddegrada