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《静置水溶液聚合法合成AA╱AM╱AMPS 高吸水性树脂.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、静置水溶液聚合法合成AA/AM/AMPS高吸水性树脂摘要高吸水性树脂是一种具有大量羧基、羟基等亲水基团的有机高分子化合物，具有非常强的吸水和保水能力，最高可以吸收自身重量几千倍的蒸馏水。树脂遇水后快速溶胀形成凝胶，即便给予较大外力也难于脱水，正由于这个特点，高吸水性树脂被广泛应用于医疗，园艺，建材，石化，日化等领域，具有良好的前景。经过近一个世纪的发展，高吸水性树脂合成也呈现出百花齐放的局面。按原料来源，高吸水性树脂可分为淀粉类、纤维素类和合成聚合物类,吸水效果也不尽相同，合成方法也多种多样。在近年的文献报道
2、中,由常规机械搅拌引发的水溶液聚合、悬浮聚合是目前制备高吸水性树脂所普遍采用的方法,在这些方法中由于机械搅拌及助剂的加入,又存在反应工艺繁琐、影响因素复杂等缺陷[1]。本文将详细介绍一种新型合成方法：静置水溶液聚合法。该方法具有操作简单，反应时间短，成品率高等优点，在优化条件下合成树脂吸水率可达到1700倍。合成高吸水树脂对蒸馏水具有很好的吸水保水性能，但对含有各种离子的溶液的吸水率却不尽人意。在实际应用中，例如土壤，血液，自然水中都含有较多离子，使得高吸水树脂吸水性能急剧下降，这就限制了吸水树脂在实际生活中
3、的应用。因此，提高其耐盐率是解决高吸水性树脂发展的一个关键。1文献综述1.1高吸水性树脂概述高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(SuperabsorbentPolymers,简写为SAP)，是一种新型多功能高分子材料，与传统的吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比，它能吸收自身质量几百到几千倍的水,且保水性能优良,一旦吸水膨胀成水凝胶,即使加压也难以将水分离出来。同时，高吸水树脂原料来源广泛，价格低廉，拥有比传统吸水材料更高的性价比，因此，世界各国对高吸水性树脂的研究一直未曾间断。1.1.1高吸水性树脂的吸水、保水机
4、理高吸水性树脂由于合成体系的不同，其微观结构也存在差异。绝大多数高吸水性树脂的分子链上含有强亲水性基团（如羧基、磺酸基、酞胺基、基等），互交联成网状结构，如图1所示。树脂在吸水前,高分子长链相互缠绕，交联成网状结构,由于此时并未电离出离子对，树脂性能表现稳定。当树脂遇水时,亲水基团与水分子发生水合作用,使高分子网束伸展,网内外离子产生浓度差，水分子以渗透压作用向网结构内渗透在高吸水性树脂内部,高分子电解质的离子间相斥作用(渗透压作用),使树脂因水进入分子而扩张,但交联作用使水凝胶具有一定强度(橡胶弹性力),当
5、二者达到平衡时,树脂吸水达到饱和,此饱和值即为吸水率。如被吸附水中含有其他离子,则渗透压降低,吸水能力下降。因此，高分子网结构的亲水基离子是十分重要的，它起着张网作用,并生成了渗透功能。亲水离子对是高吸水性树脂能够完成吸水全过程的动力因素,高分子网结构特有的水合离子是高吸水性树脂提高吸水能力、加快吸水速度的另一个因素。图1高吸水性树脂的离子网络结构[2]1.1.2高吸水性树脂的分类高吸水性树脂种类繁杂,因亲水基团、化学结构、交联度、结晶结构等方面的不同,在保持高吸水性的同时也具有了不同特点。本文从原料来源、结
6、构、性能、制品形态以及生产工艺等不同的角度出发,将高吸水树脂划分为以下几类：1）以原料来源划分以原料来源不同,可将高吸水树脂分为天然高分子和合成高分子两类。天然高分子高吸水性树脂包括淀粉系高吸水性树脂——淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等;纤维素系高吸水性树脂——纤维接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。合成高分子高吸水性树脂包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚丙烯酰胺等。与天然高分子高吸水性树脂相比,合成高分子高吸水性树脂具有工艺简单,反应转化率高,吸水能力高,保水能力强的特
7、点,具有不错的发展前景。2）以亲水化方法划分按亲水方式不同，可将高吸水性树脂分为亲水性单体直接聚合类,疏水聚合物亲水化法类,聚合物与亲水性单体接枝共聚类,含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应类。3）以交联方式划分按交联方式的不同，分为用交联剂进行网状化反应结构、自交联网状化反应结构、辐射交联网状化反应结构、水溶性聚合物导入疏水基结构或结晶结构。其中用交联剂进行网状化反应主要有多反应官能团的交联剂交联水溶液性的聚合物、多价金属离子交联水溶液性的聚合物、多价酸交联水溶液性的聚合物和用高分子化合物交联水溶液性的聚合
8、物等重要品种;自交联网状化反应有聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺等的自交联聚合反应;放射线照射网状化反应的重要品种是聚乙烯醇、聚氧化烷烃等通过放射线照射而进行交联。4）以制备方法划分以制备方式不同，可分为合成高分子聚合交联、羧甲基化、淀粉接枝共聚、纤维素接枝共聚。5）按制品形态划分从制品形态上高吸水性树脂可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。1.1.3高吸水性树脂的合成方法经过近几十年的发展，高吸水性树脂合成方
