利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法.doc

说 明 书利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法技术领域 本发明涉及一种利用一种废旧聚苯乙烯塑料合成高吸水性树脂的合成方法。背景技术 高吸水性树脂的开发只有几十年的历史，国外从六十年代起研发。我国在1982年才合成第一个高吸水性树脂，到1988年才有了第一个专利。高吸水性树脂的种类很多，按来源来分主要有淀粉系、纤维素系和合成树脂系三大类。这些方法所得的产品性能都较好，但是所采用的原料都是正规的工业产品，成本较高。目前国内利用废弃资源合成高吸水性树脂的技术还不多。经在中国期刊网、万方数据库、维普数据库、金报兴图全文数据库、中经专网和中国专利网等数据库查询，均未见到以聚苯乙烯泡沫塑料为原料来合成高吸水性树脂的类似工作。聚苯乙烯泡沫塑料因其质量轻，价格便宜而且坚固而被广泛用于家用电器、仪器仪表、特殊工艺品以及快餐食品的包装。随着经济的发展其用量越来越大。又因其在自然环境中不能自行降解，这样不仅造成了严重的白色污染，而且也造成了资源的极大浪费。发明内容本发明的目的在于提供一种利用聚苯乙烯泡沫塑料与丙烯酸盐接枝共混合成高吸水性树脂。一方面使废弃的泡沫塑料得到妥善的回收和再利用，变废为宝；另一方面也可以降低高吸水性树脂的制造成本，增强产品的竞争力。本方法是采用混和溶剂先溶解聚苯乙烯，然后在引发剂、分散剂、偶联剂、交联剂的存在下与丙烯酸盐进行接枝共聚。工艺步骤如下： 将丙烯酸钠溶解在适量的水中， 用混合溶剂溶解聚苯乙烯， 将以上两种溶液混合在一起， 加入引发剂、分散剂、偶联剂、交联剂，在水浴中剪切乳化， 在保护气氛下6080充分反应， 在110130固化成高吸水性树脂。 以上工艺中所用原料比例为（WT%）： 丙烯酸钠 5095.5% 聚苯乙烯 2.547% 分散剂 1.53% 偶联剂 0.070.4% 引发剂 0.10.5% 交联剂 0.050.6%。这里所说的适量的水是指：足以溶解丙烯酸钠的水（水量过多会增加后续工艺中的蒸发量）；所说的混合溶剂是指两种或两种以上传统的有机溶剂混合构成的溶剂，例如由乙酸乙酯、甲苯、环已烷或乙酸乙酯、甲苯、环已酮构成的混合溶剂。所说的引发剂可以是过硫酸铵与亚硫酸氢钠的组合，或双氧水与亚硫酸氢钠的组合；分散剂可以是：司班60或十二烷基苯磺酸钠；偶联剂可以是：偶氮二异丁腈或聚乙二醇600；交联剂可以是环氧氯丙烷的乙醇溶液或甘油。所说的保护气氛是非氧化气氛或惰性气氛，例如氮气、二氧化碳气等，具体推荐以下配方和工艺： 原料（WT%） 丙烯酸钠 94.150.9% 聚苯乙烯 3.445.2% 司班60 2.182.90% 偶氮二异丁腈 0.030.3% 过硫酸铵 0.090.3% 亚硫酸氢钠 0.060.1% 环氧氯丙烷 0.10.3% 合成工艺：首先在反应容器中加入适量的水与丙烯酸钠，用磁搅拌搅拌均匀。用乙酸乙酯、甲苯、环已烷组成的混合溶剂（体积比约：15:19:5）溶解洗涤干净聚苯乙烯泡沫塑料。将以上两种溶液混合在一起，加入引发剂、分散剂、偶联剂、交联剂，在30的水浴中高速剪切半小时。然后在通氮保护下70反应约三小时。最后120固化成高吸水性树脂。吸水性测定：称取一定量的干树脂，浸泡在去离子水中至体积基本上没有变化。用100目筛网滤去多余的水份，再称吸水后的树脂重，按下式计算：吸水率（g/g）=（吸水后的树脂重（g）-干树脂重（g）/干树脂重（g）本发明与现有的技术相比有如下特点：1、配方上是以废旧聚苯乙烯泡沫塑料与丙烯酸钠为主要原料。吸去离子水率为1001000g/g，吸去离子水的能力与其它纯物质合成的吸水性树脂的吸水能力相当，有些可能超过其吸水量。2、合成的工艺采用反相乳液聚合法。产品为二元共聚物，工艺简单，便于控制。聚合反应的时间短，效率高。3本发明中的主要合成材料之一一废旧聚苯乙烯泡沫塑料为白色污染的主要物，而且聚苯乙烯极易燃料。可合成出的产品则不具有燃料性，反应过程也安全无害。这样就使得这些具有火灾危险的废旧物的弃物得到了妥善的再利用，因此可产生良好的经济效益和环境效益。具体实施方式 实施例1原料配方（WT%）： 丙烯酸钠 90.0% 聚苯乙烯 6.17% 司班60 3% 偶氮二异丁腈 0. 40% 过硫酸铵 0. 3% 亚硫酸氢钠 0.1% 环氧氯丙烷 0.3%将聚苯乙烯泡沫塑料用乙酸乙酯、甲苯、环己烷混合溶剂溶解，加入司班-60，在40水浴中恒温搅拌约半小时。称取氢氧化钠，用10mL去离子水溶解，将丙烯酸中和到pH7，制成丙烯酸钠溶液。将中和液用剪切乳化机以1.6万转/min的速度下高速搅拌，边搅拌边与前述的聚苯乙烯乳液混合，并加入偶氮二异丁腈 (用去离子水溶解)，(NH4)2S2O8 (用去离子水溶解)，NaHSO3 0.024g(用去离子水溶解)，再加入用乙醇溶解的环氧氯丙烷，搅拌约30分钟后，通氮保护，在70条件下反应3小时后出料，在120烘干得到高吸水性树脂。经测定产品的吸水率为172g/g。实施例2：原料配方（WT%）： 丙烯酸钠 88.2% 聚苯乙烯 7.94% 司班60 2.9% 偶氮二异丁腈 0.3% 过硫酸铵 0. 3% 亚硫酸氢钠 0.2% 环氧氯丙烷 0.16%将聚苯乙烯泡沫塑料用乙酸乙酯、甲苯、环己烷混合溶剂溶解，加入司班-60，在40水浴中恒温搅拌约半小时。称取氢氧化钠，用10mL去离子水溶解，将丙烯酸中和到pH7，制成丙烯酸钠溶液。将中和液用剪切乳化机以1.6万转/min的速度下高速搅拌，边搅拌边与前述的聚苯乙烯乳液混合，并加入偶氮二异丁腈 (用去离子水溶解),(NH4)2S2O8 (用去离子水溶解),NaHSO3 0.024g(用去离子水溶解),再加入用乙醇溶解的环氧氯丙烷，搅拌约30分钟后，通氮保护，在70条件下反应3小时后出料，在120烘干得到高吸水性树脂。经测定产品的吸水率为230.9g/g。实施例3：原料配方（WT%）： 丙烯酸钠 81.3% 聚苯乙烯 15.62% 司班60 1.5% 偶氮二异丁腈 0.48% 过硫酸铵 0.36% 亚硫酸氢钠 0.14% 环氧氯丙烷 0.60%将聚苯乙烯泡沫塑料用乙酸乙酯、甲苯、环己烷混合溶剂溶解，加入司班-60，在40水浴中恒温搅拌约半小时。称取氢氧化钠，用10mL去离子水溶解，将丙烯酸中和到pH7，制成丙烯酸钠溶液。将中和液用剪切乳化机以1.6万转/min的速度下高速搅拌，边搅拌边与前述的聚苯乙烯乳液混合，并加入偶氮二异丁腈 (用去离子水溶解),(NH4)2S2O8 (用去离子水溶解),NaHSO3 0.024g(用去离子水溶解),再加入用乙醇溶解的环氧氯丙烷，搅拌约30分钟后，通氮保护，在70条件下反应3小时后出料，在120烘干得到高吸水性树脂。经测定产品的吸水率1000g/g以上。实施例4：原料配方（WT%）： 丙烯酸钠 76.64% 聚苯乙烯 19.8% 司班60 2.18% 偶氮二异丁腈 0.40% 过硫酸铵 0.40% 亚硫酸氢钠 0.1% 环氧氯丙烷 0.48%将聚苯乙烯泡沫塑料用乙酸乙酯、甲苯、环己烷混合溶剂溶解，加入司班-60，在40水浴中恒温搅拌约半小时。称取氢氧化钠，用10mL去离子水溶解，将丙烯酸中和到pH7，制成丙烯酸钠溶液。将中和液用剪切乳化机以1.6万转/min的速度下高速搅拌，边搅拌边与前述的聚苯乙烯乳液混合，并加入偶氮二异丁腈 (用去离子水溶解),(NH4)2S2O8 (用去离子水溶解),NaHSO3 0.024g(用去离子水溶解),再加入用乙醇溶解的环氧氯丙烷，搅拌约30分钟后，通氮保护，在70条件下反应3小时后出料，在120烘干得到高吸水性树脂。经测定产品的吸水率为217g/g。实施例5：原料配方（WT%）： 丙烯酸钠 67.6% 聚苯乙烯 28.21% 司班60 3.0% 偶氮二异丁腈 0.36% 过硫酸铵 0.35% 亚硫酸氢钠 0.15% 环氧氯丙烷 0.33%将聚苯乙烯泡沫塑料用乙酸乙酯、甲苯、环己烷混合溶剂溶解，加入司班-60，在40水浴中恒温搅拌约半小时。称取氢氧化钠，用10mL去离子水溶解，将丙烯酸中和到pH7，制成丙烯酸钠溶液。将中和液用剪切乳化机以1.6万转/min的速度下高速搅拌，边搅拌边与前述的聚苯乙烯乳液混合，并加入偶氮二异丁腈 (用去离子水溶解),(NH4)2S2O8 (用去离子水溶解),NaHSO3 0.024g(用去离子水溶解),再加入用乙醇溶解的环氧氯丙烷，搅拌约30分钟后，通氮保护，在70条件下反应3小时后出料，在120烘干得到高吸水性树脂。经测定产品的吸水率为184.3g/g。实施例6，与实施例1基本相同，但比例如下： 丙烯酸钠 50.0% 聚苯乙烯 47% 司班60 2.18% 偶氮二异丁腈 0.07% 过硫酸铵 0.09% 亚硫酸氢钠 0.15% 环氧氯丙烷 0.1%实施例7，与实施例1基本相同，但比例如下： 丙烯酸钠 95.09% 聚苯乙烯 2.5% 司班60 2.18% 偶氮二异丁腈 0.03% 过硫酸铵 0.09% 亚硫酸氢钠 0.06% 环氧氯丙烷 0.05%实施例8，与实施例1基本相同，但比例如下： 丙烯酸钠 95.5% 聚苯乙烯 2.5% 司班60 1.77% 偶氮二异丁腈 0.03% 过硫酸铵 0.09% 亚硫酸氢钠 0.06% 环氧氯丙烷 0.05%。权 利 要 求 书 1、一种利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法，工艺步骤如下： 将丙烯酸钠溶解在适量的水中， 用混合溶剂溶解聚苯乙烯， 将以上两种溶液混合在一起， 加入引发剂、分散剂、偶联剂、交联剂，在水浴中剪切乳化， 在保护气氛下6080充分反应， 在110130固化成高吸水性树脂。 以上工艺中所用原料比例为（WT%）： 丙烯酸钠 5095.5% 聚苯乙烯 2.547% 分散剂 1.53% 偶联剂 0.070.4% 引发剂 0.10.5% 交联剂 0.050.6%。2、按照权利要求1所述的利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法，其特征在于：所说的引发剂是过硫酸铵与亚硫酸氢钠的组合，或双氧水与亚硫酸氢钠的组合；分散剂是：司班60或十二烷基苯磺酸钠；偶联剂是：偶氮二异丁腈或聚乙二醇600；交联剂是环氧氯丙烷的乙醇溶液或甘油。3、按照权利要求1或2所述的利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法，其特征在于，具体配方和工艺如下： 原料（WT%） 丙烯酸钠 94.150.9% 聚苯乙烯 3.445.2% 司班60 2.182.90% 偶氮二异丁腈 0.030.3% 过硫酸铵 0.090.3% 亚硫酸氢钠 0.060.1% 环氧氯丙烷 0.10.3%， 合成工艺：首先在反应容器中加入适量的水与丙烯酸钠，用磁搅拌搅拌均匀，用乙酸乙酯、甲苯、环已烷组成的混合溶剂溶解洗涤干净聚苯乙烯泡沫塑料，将以上两种溶液混合在一起，加入引发剂、分散剂、偶联剂、交联剂，在30的水浴中高速剪切半小时，然后在通氮保护下70反应约三小时，最后120固化成高吸水性树脂。说 明 书 摘 要 利用聚苯乙烯合成高吸水性树脂的方法，工艺步骤如下：将丙烯酸钠