淀粉系高吸水性树脂化学制备方法的研究进展
高吸水性树脂的研究进展
ｐ Ｈ值为 ３ ， 能 力 为 ９ Ｌ ｇ ｐ 值 为 ７ ５时 ， 上 时 吸水 ５ｍ ／ ；Ｈ ． 则
不溶 于水 ， 难溶 于有 机 溶 剂 ， 有 吸 收 自身 重量 几 百 倍 也 具
子 和 阳离子 ， 子 固定 在 高 分 子链 上 ， 阴离 阳离 子则 可 以 自
由移动 。随着 亲水 基 团 的进 一 步 解 离 ， 阴离 子 数 目增 多 ，
阴离子 间的静 电斥 力使树 脂 网络扩 张 ， 同时 为 了维 持 电 中 性， 阳离子不 能 向外 部溶 剂 扩 散 ， 导致 阳离 子 在树 脂 网络 内浓度增 大 ， 网 络 内外 产 生 渗 透压 ， 分 子通 过 渗 透 从而 水 压 作用 向 网络 内渗 透溶 胀 。由高分 子弹性 力 学模 型 可知 ， 高 分子链 伸 展 到 一 定 程 度 会 慢 慢 回缩 ， 存 在 弹 性 回缩 即 力， 吸水 时高分子 网链 扩展 ， 引起 该 网链 弹 性 收缩 ， 渐 又 逐
了展 望 。
关键词 ： 高吸抽 ｝树脂 ； 生 吸水机理 ； 能特征 ； 性 研究进展 中图分类 号 ：Ｑ ２ Ｔ ３２
—
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ：６ １７ ６ （０ １ ０ －０ ９０ １７ －８４ ２ １ ）５０ ０ － ４
夺 ・ ・ ・ 夺 ．
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玉米淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂合成工艺的研究
待恒 温水 浴 锅 温 度上 升 到 ６ ℃后 ， ２ ０ｍＬ烧 ０ 在 ５ 杯 中加入 配制 好 的 １ 淀 粉 乳 溶 液 ， 行 糊 化 ， 化 ２ 进 糊
结 束后 冷却 至 室温 ， 再放 入水 浴锅 中 ， 达 到反应 温度 待
ＨＨ一 ４型 数显 恒 温 水 浴 锅 ， 州 威 尔 实验 用 品 有 苏
限公 司 ；Ｊ１型精密 定 时电动 搅拌 器 ， Ｊ一 江苏 省 金坛 市 荣
基 金项 目 ： 龙 江省 “ 一 五 ” 大 攻 关 项 目（ 黑 十 重 ＧＡ０ Ｂ４ Ｉ３ ６ ０ 一）
保 率嚣 水一
收 稿 日期 ： ０ ８ ７ ２ ２ ０ —０ — ８
作 者 简 介 ： 春 红 （９ ２ ） 女 ， 魏 １８ 一 ， 黑龙 江五 常人 ， 士 研 究 生 ， 要 从 事 以 玉 米淀 粉 为 原料 的 丙 烯 酸 树 脂合 成 研 究 ； 讯 联 系人 ： 硕 主 通 曹龙
摘 要 ： 玉 米 淀 粉 为 原料 、 以 丙烯 酸 为 反 应 单 体 、 Ｎ 亚 甲 基 双 丙 烯 酰 胺 为 交联 剂 、 硫 酸 钾 为 引发 剂 ， 用 水 Ｎ， 水 性 树 脂 ， 究 了淀 粉 乳 含 量 、 研 引发 剂 用 量 、 联 剂 用 量 、 体 中 和 度 、 应 温度 等 因 素 对 树 脂 吸 水 交 单 反
后 加 入丙烯 酸 单体 溶 液 ， 拌 均 匀后 加 入 过 硫 酸钾 溶 搅
液 ，０ｍｉ ３ ｎ后加 入 Ｎ， 一 甲基 双丙 烯 酰胺 溶 液进 行 Ｎ 亚
接枝 共 聚反 应 ， 保温 一 定 时 间 ， 应 结 束后 ， 反 干燥 即得
ＳＡＰ。
玉米淀粉接枝高吸水树脂的制备研究
- 59 -第4期2018年8月No.4 August，2018将玉米淀粉作为接枝高吸水性树脂的制备原料，工业生产建设研究中具有重要性建设地位。
要想保障玉米淀粉接枝高吸水性树脂的制备应用工艺控制能力提升，就应该注重对其制备中的工艺应用控制。
以科学的试剂作为整个实验应用中的关键性因素，及时将实验设备选择和实验试剂的处理结合，记录好对应的实验制备结果，分析实验结果中得出的数据，衡量对应实验试剂选择对实验的影响性，及时按照实验试剂选择与制备中的应用研究，及时进行实验研究的科学化处理，以此提升制备工艺的应用能力。
1 实验试剂及设备1.1 实验试剂实验试剂为以下几种：（1）丙烯酸（AA ）；（2）丙烯酰胺（AM ）；（3）亚甲基双丙烯酰胺；（4）过硫酸钾（KPS ）；（5）氢氧化钠；（6）环乙烷；（7）氯化钠；（8）无水乙醇；（9）玉米淀粉。
1.2 实验仪器（1）恒温加热磁力搅拌器；（2）电动搅拌器；（3）真空干燥箱；（4）光化学反应仪器；（5）鼓风式恒温干燥箱；（6）扫描电子显微镜；（7）红外光谱仪[1]。
2 淀粉接枝高吸水性树脂合成按照实验制备需求，在对玉米淀粉接枝高吸水性树脂的合成中，首先，将计量好的玉米淀粉和蒸馏水加入到500 mL 的四口瓶中，向四口瓶内通入氮气10 min ，将水浴升温为80 ℃。
其次，搅拌糊化状淀粉0.5 h 。
再次，将搅拌好的实验材料在常温条件下冷却至65 ℃，缓慢地加入引发剂，引发时间为0.5 h 。
加入含有环乙烷溶剂的分散剂，进行充分搅拌，保障在搅拌过程中，能够使得整体的体系分散，冷却到室温时，加入氢氧化钠溶液，同时加入定量的丙烯酰胺交联剂，升温至65 ℃，反应时间为3 h 。
最后，将所得实验材料用无水乙醇洗涤3次，然后置于80 ℃下进行真空干燥，粉碎后得到接枝高吸水性树脂，干燥保存。
3 淀粉接枝高吸水性树脂结构及性能分析3.1 红外光谱采用红外光谱对反应物进行扫描，扫描范围为4 000~400 cm -1，扫描次数为5次，采用的扫描固体粉末试样KBr ，均匀压片进行测定。
TiO2淀粉基高吸水树脂的制备及降解性能研究
1． 2 实验方法
将占单体质量 2% 的 Span80 加入到定量的环己烷中混合 均匀，然后转移至 装 有 冷 凝 管、温 度 计、氮 气 保 护 装 置、搅 拌 装 置的四口烧瓶中，在 50℃ 下加入占单体质量 25% 的玉米淀粉进 一步搅拌至体系分散均匀; 用质量分数为 30% 的氢氧化钠溶液 将定量的单体丙烯酸中和，中和度为 70% ，将占单体质量 0． 6%
吸液性能、保水性能和降解性能进行了表征。扫描电镜证实了纳米 TiO2 成功负载在高吸水树脂表面，具有良好的微观网络空间结构; 实 验条件下改性纳米 TiO2 占单体用量 5． 0% 左右时复合树脂吸液能力最佳; 复合树脂在室温和较高温度下均具有良好的保水率; TiO2 的 负载能有效提高高吸水树脂的紫外光降解性能，紫外光照射 48h 降解率高达 94． 3% 。
1 实验部分
1． 1 实验药品与仪器
玉米淀粉，丙烯酸 ( AA) ，丙烯酰胺 ( AM) ，纳米二氧化钛 ( 锐钛 矿 型 ) ，过 硫 酸 钾 ( KPS) ，N，N ＇ － 亚 甲 基 双 丙 烯 酰 胺 ( MBA) ，山梨醇酐单油酸酯( Span80) ，环己烷，氢氧化钠，无水 nic － organic composite superabsorbent resin was prepared by reverse suspension polymerization with nano － titanium dioxide particles loaded on Starch － Based superabsorbent resin． The micro － morphology，water absorption，water retention and degradation properties of the composite resin were characterized． Scanning electron microscopy ( SEM) confirmed that nano － titanium dioxide was successfully loaded on the surface of superabsorbent resin and had a good micro － network space structure． The composite resin has the best liquid absorption capacity when the amount of modified nano － titanium dioxide was about 5． 0% of the monomer． The composite resin had the best water － holding capacity at room temperature and higher temperature． The loading of nano － titanium dioxide could effectively improve the ultraviolet degradation performance of superabsorbent resin． The degradation rate reached 94． 3% after 48 hours of irradiation． Key words: titanium dioxide; superabsorbent resin; degradation
高吸水性树脂的制备与应用研究
高吸水性树脂的制备与应用研究论文关键词：高吸水树脂；吸水机理；结构论文摘要：本文介绍了淀粉类、纤维素类、共聚合类、复合类以及可生物降解类高吸水性树脂及其发展、结构以及吸水理论,并对目前的研究现状进行了分析。
高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。
1 高吸水性树脂的分类高吸水性树脂发展迅速，品种繁多，根据现有的品种及其发展可按以下几个方面进行分类。
1.1 按原料来源主要分类1淀粉系：包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等。
2纤维素系：包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。
3合成树脂系：包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等。
1.2 按亲水基团的种类分类①阴离子系：羧酸类、磺酸类、磷酸类等；②阳离子系：叔胺类、季胺类等；③两性离子系：羧酸-季胺类、磺酸-叔胺类等；④非离子系：羟基类、酰胺基类等；⑤多种亲水基团系：羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。
1.3 按制品形态可分四类：粉末状；纤维状；膜状；圆颗粒状。
2 高吸水性树脂的发展2.1国外发展上世纪50年代前，人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物，如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。
50年代，科学家通过大量的实验研究，建立了高分子吸水理论，称为Flory吸水理论，为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。
高吸水性树脂是20世纪60年代末发展起来的，最早在1961年由美国农业部北方研究所Russell等[1]从淀粉接枝丙烯腈开始研究，其目的是在农业和园艺中作为植物生长和运输时的水凝胶，保持周围土壤的水份；其后Fanta等接着进行研究，于1966年首先发表了关于淀粉改性的物质具有优越的吸水能力的论文，指出淀粉衍生物具有优越的吸水能力，吸水后形成的膨润凝胶体保水性很强，即使加压也不与水分离，甚至具有吸湿保湿性，这些特性都超过了以往的高分子材料。
高吸水树脂的制备——高化实验报告
高分子化学实验报告
水。当渗透压差消失时，树脂便达到了吸水平衡。 3.影响高吸水性树脂吸水倍率的因素有哪些？ 答：影响因素很多。从原料上考虑，有单体的类别、中和度，还有交联剂、引发剂的 类型和用量；从聚合过程上考虑，有聚合温度、聚合时间、加料方式等；从成品的角度考 虑，有结构助剂、防老化剂的用量等等。 九、 实验心得
COOH COOH
NaOH Na2S2O8
COOH O NH NH OCHN OCHN O CONH CONH
COOH
CO因为制备高吸水树脂需要以丙烯酸钠作为一部分单体， 因此 选用水溶液聚合更加方便。 三、 实验背景
高吸水性树脂 （Superabsorbent polymers， 简称 SAP） ， 是一种新型功能性高分子材料， 它能吸收相当于自身质量数百倍甚至上千倍的液体， 同时具有较高的保液能力， 不能用简单 的物理方法将内部水分挤出，还可以反复吸水释水，因此其用途极为广泛。 高吸水性树脂按原料来源主要分为三大系列： 即淀粉系列、 纤维素系列和合成树脂系列。 淀粉系包括淀粉接枝、 羧甲基化淀粉、 磷酸酯化淀粉和淀粉黄原酸盐等； 纤维素系包括纤维 素接枝、 羧甲基化纤维素、 羟丙基化纤维素和黄原酸化纤维素等； 合成树脂系包括聚丙烯酸 盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类和无机聚合物类等。 高吸水性树脂的性能包括树脂的吸收能力、吸液速率、保水能力、强度和稳定性等，
3
高分子化学实验报告
下图分别为聚合得到的凝胶（左）和切割得到的胶块（右） ：
下图分别为烘干后的吸水树脂（左,薄膜态）和吸水饱和后的树脂（右，胶冻态） ：
六、
注意事项 1. 本实验为研究型实验， 中和度、 交联度和引发剂用量都为可选条件， 在实验前应明
确分工，并进行详细记录，我们将中和度和交联剂用量作为了变量。 2. 在中和过程中， 氢氧化钠水溶液应滴加到丙烯酸中， 使其缓慢放热。 中和度用摩尔 比计算。 3. 在聚合过程中不可搅动溶液，聚合之后应用去离子水洗涤，而不是自来水。
玉米淀粉接枝丙烯酸(酯)制备高吸水树脂
玉米淀粉接枝丙烯酸制备高吸水树脂一、实验目的1.掌握溶液聚合法制备玉米淀粉接枝丙烯酸聚合物的原理及工艺。
2.了解高吸水树脂的性能特点。
二、实验原理淀粉接枝型丙烯酸酯类高吸水性树脂的主链骨架是淀粉，其主链或接枝侧链上含有亲水性基团（-OH、-COOH 和-CONH2 等），经轻度交联形成一个具有主链、支链和低交联度的三维网络结构。
此类树脂存在吸水速率慢、耐盐性差等缺点，从而其应用范围受到限制。
为了解决上述问题，诸多专家和学者采用接枝聚合方法，在淀粉分子链上引入丙烯酸、丙烯腈等离子型基团，以提高其吸水速率和吸水率。
制备过程中应研究糊化温度、糊化时间、引发剂和交联剂用量、单体浓度、接枝反应温度和反应时间等对树脂吸水性能的影响。
本实验以玉米淀粉为主要原料、丙烯酸为改性单体、过硫酸铵为引发剂和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用接枝共聚法制备淀粉接枝丙烯酸型高吸水性树脂。
AA 单体和交联淀粉的接枝共聚反应式三、实验原料玉米淀粉；丙烯酸（AA）；过硫酸铵；氢氧化钠（NaOH）；N,N-亚甲基双丙烯酰胺；无水乙醇；去离子水.四、实验仪器电子天平、水浴锅、搅拌器、250ml三口烧瓶、回流冷凝管、100ml烧杯、250ml烧杯、称量纸、滴管（5支）、广泛pH试纸、20ml量筒、15cm表面皿、研钵、40目铜筛、烘箱、300目滤布。
五、实验步骤1.玉米淀粉15g、去离子水120 g加入三口烧瓶，搅拌成悬浮液。
2.上述悬浮液于80 ℃搅拌糊化1 h 后冷却至60 ℃，再加入0.5g（也可0.6 g、0.8 g）过硫酸铵，恒温搅拌10 min，降温至60℃待用。
3.将AA 10 g 用30%NaOH 溶液中和，控制中和度为80%~100%（AA与NaOH摩尔比，提前计算好），待中和液降至室温时，加入0.2 g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀后倒入糊化淀粉中。
4.使其充分混合均匀，于60 ℃搅拌反应2 h。
5.取聚合产物30 g，用无水乙醇洗涤2～3 次，再经100干燥、粉碎和过筛后，得到浅黄色晶状高吸水性树脂。
淀粉接枝系高吸水吸油树脂的合成
第35卷第1期2007年1月化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 135No 11・59・作者简介:张明杰(1981-),女,研究生,从事精细化工方面的研究。
淀粉接枝系高吸水吸油树脂的合成张明杰 许 芝(大连交通大学环境与化学工程学院,大连116028)摘 要 对淀粉与丙烯酸等接枝共聚制备高吸水吸油树脂进行了初步的研究,采用乳液聚合的方法,以硝酸铈铵为引发剂,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯为单体,研究了单体配比,引发剂用量,淀粉与单体比,交联剂用量等对淀粉改性制备高吸水吸油树脂性能的影响因素。
关键词 高吸水树脂,淀粉,高吸油树脂,接枝共聚Synthesis of superabsorbent and high oil 2absorbing resin by starch graftingZhang Mingjie Xu Zhi(School of Environment and Chemist ry Engineering ,Dalian Jiaotong University ,Dalian 116028)Abstract The graft copolymerization of the starch and acrylic to prepare the superabsorbent and the high oil -ab 2sorbing resin was studied ing the emulsion polymerization ,took cerium nitrate amine as the initiator ,took acrylic amide and methyl methacrylate as the monomer ,studied the superabsorbent and the high oil 2absorbing through that the factors of influence performance :such as the monomer ,the dosage of the initiator amount ,the ratio of the starch and the monomer and the dosage of crosslinking agent.K ey w ords superabsorbent ,starch ,high oil 2absorbing resin ,graft copolymerization 淀粉系高吸水性树脂是一类具有很高吸水能力的功能性高分子材料。
淀粉基高吸水性树脂的合成与性能研究
摘要 ： 以马铃薯淀粉和丙烯酸 （ AA ） 为原料 ， 过硫酸钾 （ K 2 S 2 O 8 ） 为引发剂 ， 三氯化铝 （ AlCl 3 ） 为 交 联 剂， 采用以水为溶剂的溶液聚合法制备淀粉基高吸水性树脂 （ SAP ） 。 确定合理的反应时间 ， 评价树 m 脂的吸水速率 、 反复吸水性及保水性能 。 结果表明 ， 在 ω （ K 2 S 2 O 8 ） = 0. 15% ， ω （ AlCl 3 ） = 0. 10% ， （ AA ） ∶ m （ starch ） = 6∶ 1 ， 60 ℃ 的条件下 ， 丙烯酸中和度 70% ， 反应 80 min 制备的树脂吸蒸馏水率为 1 235 g / g ， SAP 的重复吸水性能和保水 吸质量分数为 0. 9% NaCl 溶液率 101 g / g ， 且吸水速率较快 ， SAP 的 XRD 衍 射 峰 呈 弥 散 衍 性能较好 。 FTIR 分析证实树脂为淀粉与丙烯酸 （ 钠 ） 的 接 枝 共 聚 物 ， TG 和 DTA 分析说明 SAP 的热稳定性良好 。 射特征 ， 关键词 ： 高吸水性树脂 ； 淀粉 ； 丙烯酸 ； 三氯化铝 ； 吸水率 中图分类号 ： TQ031. 2 ； TQ317. 3 文献标识码 ： A
［ 1］
。 淀 粉 接 枝 类 高 吸 水 性 树 脂 早 在 1975
［ 2］
年由日本三洋化成 公 司 开 发 成 功
， 具有原料来源
广泛 、 价格低廉 、 种 类 繁 多、 制备过程不需皂化水解 和在自然界中可生 物 降 解 等 优 点， 至今仍倍受人们
收稿日期：2010 － 04 － 29 作者简介：祝宝东（ 1976 － ） ， 男， 硕士， 黑龙江齐齐哈尔人， 现从事高分子材料方面的研究 。 E-mail ： baodongzhu@ 126. com 。 联系人：祝宝东， 电话：（ 0459 ） 6504025 ，
淀粉制取高吸水树脂的研究
作者简介:姚新建(1965-),男,河南省扶沟县人,副教授,硕士,从事高分子化学教学与研究,E -mail :yaoxinjian @sohu 1com收稿日期:2008207230淀粉制取高吸水树脂的研究姚新建,张保东,陈 康,霍俊杰(周口师范学院化学系,河南周口 466000) 摘 要:利用淀粉为原料,与丙烯酸接枝共聚制备了高吸水性树脂,考察了糊化温度、聚合反应时间、丙烯酸单体中和度等因素对接枝产物吸水性能的影响,并比较了吸自来水、蒸馏水及盐水情况。
关键词:淀粉;丙烯酸;接枝共聚;吸水性树脂 中图分类号:TQ 32214 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)1220012203 吸水树脂是一种含有羧基、羟基等强亲水基团并且呈三维交联网状结构的功能性高分子聚电解质材料[1]。
它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,且保水性能优良,而在周围环境缺水的条件下,又可将水缓慢释放出来,因此在农业、园林、医药、卫生、沙漠治理、通信电缆、建筑等领域具有广泛的用途[2]。
淀粉系列的高吸水树脂是研究开发最早的,由于原料来源广泛,价格低廉,在自然界中可生物降解,对环境友好,成为吸水树脂领域的研究重点。
本文利用淀粉为原料,与丙烯酸接枝共聚制备了高吸水性树脂。
1 实验部分111 试剂与仪器淀粉(化学纯)、丙烯酸(分析纯,经减压蒸馏处理)、过硫酸钾(分析纯,经重结晶提纯)、氢氧化钠(分析纯)、N ,N 2亚甲基双丙烯酰胺(化学纯)、甲醇(分析纯)。
电热恒温水浴锅、电热鼓风干燥箱、JJ -2增力电动搅拌器。
112 吸水树脂的制备在装有恒速搅拌器装置、冷凝管、温度计的三颈瓶中,加入适量淀粉和一定量的水,在一定温度下糊化,降至室温。
用一烧杯称取适量丙烯酸,用氢氧化钠溶液中和至设定中和度,冷却后加入到三颈瓶中,加入引发剂,搅拌、升温、反应,将反应产物冷却、洗涤、抽滤、真空干燥,得产品。
113 吸水倍率的测定称取干燥后的吸水树脂,放入过量的去离子水中,充分溶胀吸水后,称重量。
淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备及其吸水性能研究
淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备及其吸水性能研究1.实验背景：由于具有较好的吸水性和保水性，高吸水性树脂在工业、农业和医疗卫生领域都具有广泛的应用，越来越受到人们的重视。
高吸水性树脂按原料一般可分为淀粉类、纤维素类和合成树脂类。
淀粉类特别是淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂由于易生物降解和吸水率大，近年来研究较多，淀粉接枝共聚物在日化、纺织、农业、印染、油田等领域有着广泛的应用前景。
淀粉接枝高吸水性树脂不仅吸水量大，而且是可生物降解的环保产品，在纺织上浆方面目前大量使用的聚乙烯醇（PVA）因为不能生物降解在国外已经停止使用，因此，淀粉丙烯酸类单体的共聚物有可能在日后完全取代PVA。
另外，淀粉丙烯酸接枝共聚物用于印花具有得色量高，轮廓清晰，色泽丰满的优点，而且价格相对较便宜；用于油田则可以提高回收率，同时它的生物降解的特性也让它在石油化工领域有着相当的发展空间。
2.实验设计思路：3.实验目的（1）学习并掌握淀粉接枝聚丙烯酸吸水树脂的制备原理和方法；（2）了解吸水树脂的吸水机理；（3）学习并掌握吸水树脂的相关表征：接枝率、吸水率和保水率的测定方法；（4）学习并掌握参数改变法进行实验设计与优化；明确树脂结构与吸水性能的关系。
4.实验原理淀粉系高吸水性树脂是之淀粉与乙烯基单体在引发剂的作用下经辐射制得吸水性淀粉接枝共聚树脂。
淀粉系吸水性树脂（SAR）的主链骨架是淀粉，在其主链上或接枝侧链上含有亲水性基团（-OH,-COOH,-CONH2等），经轻度交联形成一个具有主链、支链和低交联度的三维空间网络结构。
淀粉系SAR除具有一般SAR的吸水容量大、吸水速度快、保水能力强等优点外还具有生物可降解性。
，被认为是一种环境友好材料。
淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂主要是淀粉接枝丙烯酸、甲基丙烯酸或其他烯烃羧酸。
它的制备原理包括离子型接枝共聚和自由基型接枝共聚。
淀粉与乙烯基单体接枝共聚物的制备，一般采用自由基引发，即通过一定的方式，先在淀粉的大分子上产生初级自由基，然后引发接枝具有不饱和键的单体，使淀粉的大分子上产生初级自由基，然后引发接枝具有不饱和键的单体，使淀粉自由基与其发生亲核连锁反应。
淀粉类高吸水性树脂
淀粉类高吸水性树脂摘要：讨论了淀粉类高吸水性树脂国内外发展状况、吸水机理及合成技术方面的研究进展，重点介绍了化学引发接枝聚合淀粉接枝丙烯腈类树脂、淀粉接枝丙烯酸类树脂、淀粉接枝多元单体类树脂、复合型淀粉接枝脂类树脂的研究现状，并指出了今后我国淀粉类高吸水性树脂的合成应该向以变性淀粉为原料、多元接枝共聚和制备复合型树脂的方向发展。
高吸水性树脂是一种新型的功能性高分子材料，它具有非常强的吸水能力，能吸收自身质量几十倍乃至几千倍的水，这是以往任何吸水材料无法比拟的。
高吸水性树脂不但吸水能力强，而且保水能力非常高，吸水后，无论施加多大的压力也不脱水，因此又被称为高保水剂。
由于高吸水性树脂既具有独特的吸水性能和保水能力，同时又具备高分子材料的优点，即有良好的加工性能和使用性能，因此，已广泛应用于农、林、园艺、医疗、生理卫生、石油、化学化工、日用品、环境保护、美容、化妆、建材、生化技术、食品等领域。
国内对高吸水性树脂的研究虽仅有20年的历史，但发展迅速，并已取得了一定的成果。
高吸水性树脂可以通过溶液聚合、反相悬浮聚合、反相乳液聚合等方法制得。
根据原料不同，高吸水性树脂主要分为淀粉、纤维素和人工合成三大系列。
由于淀粉广泛存在于生物界，原料来源广泛，种类多，产量丰富，特别是我国农业产品资源极为丰富，而且它在生物降解和原料的再生性方面具有其他类树脂不可比拟的优越性。
因此研究和开发淀粉类高吸水性树脂有重要意义。
本文主要介绍了淀粉类高吸水性树脂国内外发展状况、吸水机理及合成技术方面的研究进展。
1国内外发展状况早在1961年，美国农业部北方研究所Fanta GF等对以淀粉与丙烯腈为原料，通过铈盐引发把丙烯腈接枝共聚到淀粉上作了大量的研究工作。
1975年日本三洋化成株式会社的增田房义研究了淀粉接枝丙烯酸钠共聚物超强吸水剂，并于1978年以IM一300代号投放市场，其吸水能力为300 g／g，后来又研制出32—1000，吸水率达1 000倍。
淀粉接枝丙烯腈合成高吸水树脂的工艺研究
淀粉接枝丙烯腈合成高吸水树脂的工艺研究淀粉接枝丙烯腈是一种常见的合成方法，用于制备高吸水树脂。
高吸水树脂具有很强的吸水能力，广泛应用于卫生用品、环境工程、农业等领域。
本文将介绍淀粉接枝丙烯腈合成高吸水树脂的工艺研究。
首先，淀粉接枝丙烯腈的合成需要准备好以下原料和试剂：淀粉、丙烯腈、过硫酸铵(Ammonium Persulfate, APS)。
除此之外，还需要一些辅助试剂，如表面活性剂、酸碱调节剂等。
同时，还需要一些仪器设备，如反应釜、温控仪等。
接下来，进行淀粉接枝丙烯腈的合成反应。
首先，在反应釜中加入一定量的水，加热至80℃左右，将淀粉完全溶解。
然后，向淀粉溶液中加入适量的丙烯腈。
在反应过程中，持续搅拌并保持温度在80℃左右。
在反应开始时，向反应釜中加入适量的APS，并适当延长反应时间，一般在1-3小时。
接着，进行反应产物的纯化和干燥。
将反应液通过过滤或沉淀，去除杂质和未反应的物质。
然后，将产物沉淀收集，并用适当的溶剂进行洗涤，以去除残留的盐类和溶剂。
最后，将洗涤后的产物干燥，以得到纯净的淀粉接枝丙烯腈。
最后，对合成的淀粉接枝丙烯腈进行性能测试。
主要包括吸水性能、稳定性、剪切性能等。
吸水性能可以通过测量其吸水速度和吸水能力来评估。
稳定性可以通过检测其热稳定性和机械稳定性来评估。
剪切性能可以通过评估其黏度和流变性来评估。
根据测试结果，可以针对不同的应用领域进行性能改良。
在淀粉接枝丙烯腈合成高吸水树脂的工艺研究中，需要考虑多个因素。
例如，反应温度、反应时间、原料浓度、溶剂选择等。
这些因素可以通过正交实验等方法进行优化，以获得最佳的合成条件和最佳的产品性能。
总结而言，淀粉接枝丙烯腈合成高吸水树脂是一个复杂的工艺过程。
通过合适的原料和试剂，以及合适的工艺条件，可以得到理想的产品。
在实际应用中，还可以根据特定需求进行产品的改良和优化，以满足不同领域的应用要求。
淀粉类高吸水性树脂的研究进展_龙剑英
第19卷第9期2002年9月精细化工FINE C HEM IC ALSVol.19,No.9Sep.2002淀粉化学品淀粉类高吸水性树脂的研究进展X龙剑英,宋湛谦(中国林业科学院林产化工研究所松脂化学利用研究室,江苏南京210042)摘要:高吸水性树脂是目前发展最快的功能高分子材料之一。
美国、西欧和日本是主要的生产和消费地区。
我国在这方面起步较晚,但是也取得了一定的进展。
与当前主流产品丙烯酸类相比,淀粉来源丰富,价格低廉,可生物降解,是目前研究的重点。
该文从淀粉一元和多元接枝共聚乙烯类单体角度综述了淀粉类高吸水性树脂的合成方法和应用,并指出了今后我国淀粉类高吸水性树脂的合成应该向以变性淀粉为原料、多元接枝共聚和制备复合型树脂的方向发展。
关键词:淀粉;高吸水性树脂中图分类号:T Q317文献标识码:A文章编号:1003-5214(2002)09-0541-04高吸水性树脂(SAP)是一种含有强亲水性基团,轻度交联的功能高分子。
与纤维素、海绵等传统的吸水性物质比较,它能吸收自身质量几百倍甚至上千倍的水,并且吸水膨润后生成的凝胶在加压的条件下也不易将水析出。
因此,广泛应用于卫生、医药、建材、农林、电气电子、涂料等许多领域。
根据原料的不同,高吸水性树脂主要分为淀粉、纤维素和人工合成3大系列。
当前的主流产品是丙烯酸类合成系,它具有优良的吸水保水能力,但土壤微生物却难以降解这类聚合物[1]。
淀粉系由于原料来源广泛,价格低廉,种类繁多,在自然界中可生物降解,而在可生物降解和降低成本方面具有显而易见的优势。
因此,国内外对于这种多糖基吸水性树脂的研究一直非常重视。
作者初步总结了国内外以淀粉为原料制备高吸水性树脂的部分研究工作,以期为进一步开发价廉物美的吸水保水材料提供参考。
1合成方法目前以淀粉为原料制备高吸水性树脂的合成方法主要通过自由基引发聚合将乙烯基单体接枝到淀粉上。
引发的方法以化学引发为主,也采用辐射引发接枝。
淀粉接枝共聚合成吸水树脂工艺研究
吸水率达 ４ ２ ０ ， 但是吸水后， 树脂的凝胶强度低。当 交联剂质量为单体质 量的０ ． ５ ％ 。 一 ０ ． ８ ％ ０ 时， 随 着交
联 剂用量 的增加 ， 水溶 性 高分 子化 合 物进 行 交联
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４ ５℃恒温水浴 中， 充分搅拌糊化 ４ ５ ｍ ｉ ｎ ； 停止通氮
基有毒； 丙烯酸类树脂吸水率高， 但耐盐性差； 丙烯
酞胺类树脂 耐盐性高 ， 但 吸水率低ｔ ｏ 。 因此 给实际生 产应用带来 了一定的困难。 本研究采用 淀粉 一 丙烯酸 一 丙烯 酞胺接 枝共聚 法， 由过硫 酸钱引发玉米淀粉 产生 自由基 ， 再 与丙烯
梁仁 闻等
淀粉 接枝共聚合成吸水树脂工 艺研究
研 究与开发
渔 丝 全 丝 丝 〕
淀粉接枝共聚合成吸水树脂工艺研究
梁仁 闻 朱 斌
（ 华南理工大学化 工学院， 广 东 广州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘要 以淀粉 为原料 ， 丙烯酸和 丙烯鱿胺为共聚 单体 过硫 酸按 为引发剂， Ｎ， Ｎ＇ 一 亚甲 基双丙烯酸胺为交联剂 ， 采用接枝共聚法制备吸水树脂。研究 了引发别 用量 、 交联荆童 、 单体与淀粉质 量比以及 丙烯 酸和丙烯跳胺 质量比时产品 的吸水率的影响 。实脸 结果表 明： 当引发剂 占千物料质量的 ０ ． ６ ％， 交联 剂质 量占单体质量的 ０ ． ８ ％ ０ ， 单体与淀粉质量 比为 ４ ， 丙烯酸与丙烯鱿胺质量比为 １ ． ３ ３ ， 产品的吸水率可超过 ５ ５ ０ ０ 关健词 吸水树脂 ： 淀粉 ： 丙烯跳胺 ： 丙烯酸： 接枝 共聚
表 １ 单体比与吸水率的关 系（ 单体与淀粉 质．比为 ４ ）
淀粉类高吸水性树脂的研究进展
附 。当高分子 遇 水 时 ， 亲水 基 团与 水分 子 进 行 水 合 作用 ， 在高分 子 网状结 构 内外 形成 离子 浓度差 。 即高分 子 网状结 构 中有 一定 数 量 的 亲水 离 子 ， 使 网状结 构 内外 产 生 渗 透压 ， 渗透 压 作用 使 水 分 子 向 网状 结构 内渗 透 。 同理 ， 如被 吸附水 中含 有 盐 时 ， 透压 下降 ， 渗 吸水 能力降 低 。高吸水性 树脂 的 三维 空 间 网状 结 构 的空 隙越 大 ， 吸水 率 越 高 ， 反 之 ， 隙越小 ， 空 吸水率 越低 。进入 树脂 内的一 部分 水分子 与其 中 亲水 基 团 缔合 成 束 缚水 ， 一部 分 另
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第 ９卷 ８期 ● ●＿ ● 第
淀 粉 类 高 吸水 性 树 脂 的 研 究 进 展
崔 丽 丽 江 雄 知 李 和 平
因此 ， 在农 林 园 艺 、 医疗 卫 生 、 漠 治理 、 油 化 沙 石
则以“ 自由水 ” 的形 式 存 在 。高 分 子 网 状 结构 限
制 了水 分子 的运 动 ， 吸 收 的水 在 加 压 下不 会 被 故 挤 出， 显示 良好 的吸水性 能 】 。
１ ２ Ｆｏ ｙ公式 及相 转变理 论 ． ｌｒ
（ 桂林工学 院材料 与化学工 程系 ， 桂林 ５ １０ ） ４０ ４ 摘 要 综 述 了淀粉类 高吸水性树脂 的吸水机理 、 合成动力学及合 成技术方 面的研究进 展 ，
重点介绍 了淀粉接枝丙烯腈类 、 丙烯酸类 、 多元单体类树脂及 复合 型淀粉接枝树脂 的研 究 ， 提 出 并 淀粉类 高吸水性树脂研究 中存在的问题及对 策。 关键词 高 吸水性树脂 淀粉接枝 进 展
淀粉制取高吸水树脂的研究
ｔｒａ ｓｒｅ ｔｒｓ Ｓ ｙ ｔｅｉｅ ｙｓ ｌｔ ｎｐ ｌｍｅ ｚｔ ｎｍ ｔｏ ． １ ｎ ｕ ｎ ｅ ｆｔｅｆｃｏｓｓ ｃ ｓｔｅｄ ｘｆｎｚｄｔｍｐ ｒｔｒ ｐ ｌｒａ ｔ ｎｔｍｅ， ｅ．ｂ ｏｂ ｎ ｅｉ Ｗａ ｓｎ ｓｚｄｂ ｏｕ ｉ ｙ ｒ ａ ｉ ｈ Ｉ】 ｉｆ ｅ ｃｓｏ ａ ｔｒ ｕ ｈａ ｈ ｅｔ ｉｅ ｅ ｅａｕｅ，ｏｙｅｃｉ ｉ ｎ ｈ ｏ ｏ ｉ ｏ ｅ ｄ ｅ ｌ ｈ ｉ ｏ
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淀粉系高吸水性树脂化学制备方法的研究进展摘要:本文综述了淀粉系高吸水树脂的化学制备方法。
主要分析了常见两种方法的制备原理。
对淀粉系高吸水树脂的发展前景作了展望。
关键词:淀粉系高吸水性树脂制备方法自由基
Research and Advance of Chemic Preparation of Starch Super Water Absorbent Resin
Abstract:The chemic preparation of starch super water absorbent resin are reviewed in this paper.The principle of is analyzed for two normal methods of preparation.Prospect of starch super water absorbent resin is made in this paper.
Key words:Starch super water absorbent resin;Methods of preparation;Free radical
淀粉系高吸水性树脂是一种新型的高分子材料。
该类材料的特点是能够吸收其自身重量几百倍甚至上千倍的水并且具有优良的保水性能。
淀粉系高吸水性树脂一般通过淀粉接枝共聚反应制得。
制备该类材料的原料来源广,生产成本低。
同时淀粉系高吸水性树脂可以广泛的应用于卫生医药方面和农林园艺及荒漠化治理方面[1]。
制备淀粉系高吸水树脂的方法有很多种,本文综述了常见的四种制备淀粉系
高吸水性树脂的化学方法:淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸(盐)、淀粉接枝丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸酯。
1 淀粉接枝丙烯腈
淀粉接枝丙烯腈,常用的制备方法有自由基接枝共聚和催化剂使淀粉进行离子型接枝共聚[2]。
自由基接枝共聚的原理是:(1)自由基产生:利用氧化剂、α,β,γ射线、偶氮化合物和过氧化物夺取带羟基(-OH)碳原子上的氢,而产生自由基,使淀粉氧化成初级自由基;(2)链增长:产生的自由基引发单体丙烯腈(或α-甲基丙烯腈),产生淀粉-丙烯腈自由基,继续与丙烯腈进行链增长聚合;(3)最后发生链终止。
催化剂使淀粉进行离子型接枝共聚的原理是Ce4+与淀粉配位使得葡萄糖环2,3位置上的两碳原子的一个被氧化,碳键断裂,未被氧化的羟基碳原子上产生了初级自由基,再引发丙烯腈单体进行聚合[3]。
采用淀粉接枝丙烯腈方法制备高吸水性树脂的优点是吸水倍率很高和接枝效率高。
但采用此法依然你在一些缺点,如:工艺复杂,残余氰基有毒;采用催化剂使淀粉进行离子型接枝共聚时则会出现吸水后易流动和部分溶解等问题[4]。
2 淀粉接枝丙烯酸(盐)
淀粉接枝丙烯酸(盐)的机理与催化剂法淀粉进行离子型接枝共聚丙烯腈的机理相同,采用过硫酸盐、三价锰离子和四价铈离子等为引发剂[5,6]。
该法制备的高吸水性树脂所采用的原料一般是淀粉的多
糖。
如王小建等[8]利用的主要原料是玉米淀粉、改性单体为丙烯酸、引发剂是过硫酸铵,采用接枝共聚法制备淀粉接枝型高吸水性树脂。
淀粉接枝丙烯酸(盐)法制备的高吸水性树脂具有的优点是:具有高吸水性和生物降解性。
但是依然存在一些缺点,如:使用设备必须耐酸从而导致设备成本较高,同时在反应的过程中碱中和的时间较长,导致反应过程的pH值不易控制[8]。
3 淀粉接枝丙烯酰胺
淀粉接枝丙烯酰胺的基本原理与接枝丙烯腈、丙烯酸(盐)相似。
但是存在不同之处如:相比较于丙烯酰胺采用丙烯酰胺不需要碱中和,另相比较于丙烯腈接枝采,用丙烯酰胺不需要皂化,其本身就是高吸水性树脂。
所以淀粉接枝丙烯酰胺可以直接得到高吸水性的水凝胶,而且这种水凝胶是非离子型的,电解质的pH值对它的吸水性能影响较小。
它还可以进一步水解制备阴离子型高吸水性树脂。
周跃明等[9]以淀粉和丙烯酰胺为原料,通过红外光谱分析,表明聚合物是淀粉接枝丙烯酰胺共聚物。
该种方法合成淀粉系高吸水性树脂所采用的引发剂主要有铈盐、锰盐,过硫酸盐和氧化还原体系。
该法制备淀粉系高吸水性树脂的优点是吸水速度快、耐盐性、耐酸碱性好。
但是该法存在的缺点是吸水倍率不高。
4 淀粉接枝丙烯酸酯
该法制造的高吸水性树脂的种类繁杂。
包括单体丙烯酸酯类、淀粉/丙烯酸酯类接枝共聚物高吸水性树脂。
李新法等[10]利用丙烯酸丁酯为接枝单体,引发剂为硝酸铈铵,在水相介质中制备了玉米淀粉接枝丙烯酸丁酯。
总体而言该法制备高吸水性树脂的进程缓慢。
5 结语
近几十年来广大的科学工作者对淀粉系吸水树脂的制备做了大量的研究工作,并且在实验室中取得了一定的效果。
在具体生产过程中则出现制备工艺复杂、产生有毒的物质和部分催化剂成本过高等问题。
总体上由于原料来源广、产品环保和使用面积广等优点,使得淀粉系吸水树脂具有广泛的研究前景。
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