微波辐射合成p(aa-am)%2f凹凸棒高吸水树脂的研究

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1、微波辐射合成P(AA．AM)／凹凸棒高吸水性树脂的研究摘要高吸水性树脂(SAR)是近年来快速发展的新型功能高分子材料，是一类带有许多亲水基团并适度交联或部分结晶性的高分子聚合物，具有非常强的吸水和保水能力，因此它在个人卫生用品、工农业生产、土木建筑等行业都有广泛的用途。凹凸棒是一种富镁的纤维状硅酸盐类黏土矿，由于其表面存在着大量的Si．OH，故可应用于复合吸水树脂的制各。微波是频率为300MHz--300GHz的高频电磁波，在高聚物合成过程中，采用微波加热技术可以极大地提高化学反应速度，产生比常规化学法高几十倍甚至几百倍的效率(目前报

2、道最高可提高1240倍)。虽然有机高聚物与无机矿物材料复合在高吸水性树脂领域并非新颖，但在合成工艺上引入微波辐射聚合以实现对高性能吸水树脂的快速合成，目前在国内尚属探索阶段。本研究在敞开体系快速水溶液聚合法合成聚(丙烯酸．丙烯酰胺)高吸水性树脂的研究基础上，对微波辐射下丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)以及AA、AM复合凹凸棒的水溶液聚合反应进行了研究，合成了P(AA—AM)／凹凸棒高吸水性树脂，探讨了丙烯酸中和度、单体配比、微波功率、微波辐射时间、交联剂用量、引发剂用量和凹凸棒用量等对吸液倍率的影响。在微波功率为1000W，AA：AM

3、：凹凸棒的质量比为15．0：3．5：1．0，中和度为70％，引发剂用量为0．9％，交联剂用量为0．03％的条件下，辐射30S时合成的高吸水性树脂吸水倍率达1620g．g～，在质量分数为O．9％的食盐水中的吸液倍率达170g．g～，具有较高的吸水速率(30min就可达到饱和吸液倍率的86％)和较好的保水性能(复合树脂在60。C恒温烘烤10h后的保水率尚为30％)。通过扫描电子显微镜(SEM)对产物的表面结构进行表征，观察树脂与凹凸棒的复合状态；通过傅立叶红外光谱仪(FⅡR)对产物的结构进行表征，初步判断该高吸水性树脂为AA／AM／凹凸棒

4、的三元共聚物，证明其形成了由无机矿物质与有机高聚物发生化学结合的复合高吸水性树脂。关键词：微波辐射，高吸水性树脂，丙烯酸，丙烯酰胺，凹凸棒SYNTHESIS0FPO讼-AM)／ATTAPULGITECLAYSARUNDERMICRoⅥ姗IRRADIATIONABSTRACTSuper-absorbentresin(SAR)，asanewkindoffunctionalmacromoleculematerials，islightlycross．1inkednetworksofhydrophilicpolymerchains，hasthe

5、characteristicsofhighwater／orsaltabsorptionandretention，soithasbeenwidelyusedinpersonalhygieneproducts，sewagetreatment，industryandagriculture．Attapulgiteclayisanaturalclaymineralofnanoscaledfibroushydrousmagnesiumsilicates．ItWasusedasarawmaterialforpreparingSARbecauseof

6、thereactivegroups-0Honthesurface．Microwavesareaportionoftheelectromagneticspectrumwithfrequenciesintherangeof300Ⅻzto300GHz．MicrowaveirradiationWasshowntohaveasignificanteffectonreactionratesinvariousorganicsynthesis．T11iSincreaseinreactionratescanbeveryhigh，forinstance，

7、a1240一foldincreaseinreactionrateuponirradiationWasreported．Althoughcompositestructureofpolymer／inorganicmineralisnotnovelinSARfield．microwaveirradiationsynthesisofSARthatwasintroducedtoimproveprocessconditionsisstillbelongtoprimarystepinChina．Onthebasisofstudyonsynthesi

8、ssuperabsorbentresinbymeansofspeedyaqueoussolutionpolymerization，theaqueoussolutionpolymerizationofacrylicacid