PAA-AM及St.-AA-AM高吸水树脂的制备及性能研究

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高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一种具有空间三维网络结构并低度交联的新型高分子材料。因其优越的吸水,保水性能而被广泛的应用在人们的日常生活之中,并起到不可或缺的作用,同时也是最近几年研究的一个热点课题。本文通过研究各合成因素对高吸水性树脂吸液性能的影响规律,得出了制备PAA-AM及St.-AA-AM高吸水树脂的最优工艺配方,并对它们的性能进行了一系列的测试和表征。第一部分采用水溶液法制备了PAA-AM高吸水性树脂,通过对中和度、单体配比、引发剂的选择和用量以及交联剂用量各影响因素进行研究,得出制备PAA-AM的最优工艺条件是:反应温度为30℃,反应3h,单体浓度为25%,n(AA):n(AM)=4:1,中和度为75%,交联剂选用N,N,—二甲基双丙烯酰胺(NMBA),其用量为单体质量的0.04%,引发剂选用氧化还原引发剂过硫酸钾(KPS)和亚硫酸氢钠,其用量分别为单体质量0.3%。按照上述工艺配方所得的高吸水性树脂,其最佳吸纯水倍率及最佳吸wt0.9%NaCl溶液倍率分别为980g/g和95g/g。并将制备所得的高吸水树脂混在土壤中,结果证明添加了高吸水性材料土壤,其自身保水能力获得了很大的改善。第二部分运用淀粉接枝来制备St.-AA-AM高吸水性树脂,通过对淀粉用量、中和度、单体配比、引发剂的用量以及交联剂的用量进行研究,得出制备SAAAM的最优工艺条件是:m(AA):m(AM)=4:1,反应单体的浓度为20%,淀粉用量为单体质量的17.5%,中和度为75%,引发剂选用氧化还原引发剂过硫酸钾(KPS)和亚硫酸氢钠,其用量为单体质量的0.4%,交联剂选用N,N,—二甲基双丙烯酰胺(NMBA),其用量为单体质量0.15%,糊化时间为40min,糊化温度为75℃,反应时间为2h,反应温度为60℃,沉淀时间为24h。以此法制备的高吸水树脂其最佳的吸纯水倍率及最佳吸wt0.9%NaCl溶液倍率分别为647g/g和123g/g。并通过与市售的吸水剂进行功能比较,结果表明实验室制得的St.-AA-AM高吸水性树脂的各项性能都要明显的优于市售的吸水剂。
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