高吸水性树脂的制备及吸液性能研究

SA-g-P(AA-co-AM)高吸水性树脂的制备及吸液性能研究,指导老师：答辩人：,研究背景及意义,背景：作为一次性个人护理产品的主要组成部分，高吸水性树脂弃用后长期不能降解会造成环境污染，开发可生物降解高吸水性树脂，以减少对环境的污染是当前国内外在这一领域的重要研究课题。,意义：海带中提取的海藻酸钠，来源广泛、无毒且生物降解性好，对其进行接枝改性，所得的接枝共聚物兼具海藻酸钠与合成高分子的优良特性，这在很大程度上拓宽了其应用范围。,论文结构和主要内容,第一部分：绪论第二部分：实验部分第三部分：结论第四部分：致谢,问题由来,AA、AM的单体质量比，KPS用量，MBA用量以及AA中和度的变化会对SA-g-P(AA-co-AM)高吸水性树脂吸液性能产生影响，为此本实验通过改变各个影响因素，以确定最佳的合成条件。,解决思路,针对以上问题，本文设计四因素三水平L9(34)正交试验。通过查阅文献，确定实验因素如下表。实验因素表,实验部分,合成工艺路线实验原理结果与讨论单因素实验红外光谱,SA-g-P(AA-co-AM)高吸水性树脂合成的工艺路线,以丙烯酸为单体，先进行部分中和，再加入海藻酸钠、丙烯酰胺接枝共聚。这样得到的高吸水性树脂不仅含有酰胺基等非离子型基团，而且还有酯基、羧基等离子型基团，从而提高了树脂的吸液性能。,实验原理,结果与讨论,根据正交实验原理，及正交表的基本性质，得正交实验方案和结果如下表。表二.吸液性能正交实验数据表,结果与讨论,附表二.,由表二可知，影响树脂吸液性能的因素次序为：AA中和度KPS用量MBA用量单体质量比。树脂的最佳制备条件为mAA:mAM=3:1，中和度为80%，mKPS/(mAA+mAM）=1.32%，mMBA/(mAA+mAM)=0.13%。,单体质量比对吸液性能的影响,单因素实验,当单体质量比较低时，聚合反应不完全，吸液倍率较低。当单体质量比过高时，生成的树脂网络穿插严重，难以伸展，吸液倍率也较低。,中和度对吸液性能的影响,单因素实验,AA活性很高，若中和度过低，聚合反应不易控制，容易形成高度交联的聚合物，吸液倍率较低。中和度过高，树脂水溶性增大，吸液倍率降低。,KPS用量对吸液性能的影响,单因素实验,KPS用量太少时，引发反应困难，聚合物交联密度小，吸液倍率低。KPS用量过高，聚合反应速度过快，聚合物交联密度过大，低聚物较多，吸液倍率也较低。,MBA用量对吸液性能的影响,单因素实验,MBA用量太少时，聚合物未形成理想的三维网状结构，吸液倍率较低。随着MBA用量增加，网状结构形成，液体有了支撑点，吸液倍率增加。MBA用量过高，交联密度过高，液体难以进入，吸液倍率减小。,红外表征,因海藻酸钠的O-H键与丙烯酰胺的N-H键双峰重叠，SA-g-P(AA-co-AM)中此峰较宽。由于聚合物中氢键作用，SA-g-P(AA-co-AM)谱图的出峰位置与另外两物质相比有轻微的变动。,结论,由实验结果可知，最佳合成条件为：mAA:mAM=3.25，mKPS/(mAA+mAM)=1.1%，mMBA/(mAA+mA