丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究
柿单宁-丙烯酸系纳米级高吸水树脂的合成研究
ｃ桔儿茶素 ：
－ ●
ｂｔ ｕ 茶素－ 没治与绿化 ， 建筑 等 多个领 域 ， 用作 卫 生用 品 、 农用 保 水 剂 、 稠 剂 、 业 用 脱 水 剂 、 鲜 剂 、 水 材 增 工 保 防 料、 医用材料 、 水凝胶 材料 等 。传统 的高 分 子吸 水剂 几 乎都是 聚丙 烯 酸盐 类 ，吸 水后 分 散 呈 团 状集 聚 体 ， 分 子链 分散程度 达不 到纳米 程度 。它存 在 着 生物 降解 性
作者简介 ： 王
通 讯 作 者 ： 凯 华 邢 勇 （９ ６ ， ． １ ５ 一）男 山东安丘人 ， 副教授， 主要从事功能高分子复合材料的研究 。
阴离子型表 面活性剂的分子链 相 互作 用 ， 高吸水树 脂 使 分子链 迅速 在 水溶 液 中分散 ， 高吸 水树 脂 微 粒 为 纳 米
阴离子 型表 面活 性 剂 的 分子 链 相 互 作用 ， 搅拌 工 具 在 的作用 下可在水 溶 液 中均匀 分散 。高 吸水树脂 微 粒为 纳 米级 ， 形成 了新 型 的功 能性 高分 子微 粒 ， 扩展 高吸 将 水 树脂 新 的功 能 与新 的应用 领域 。研究 了丙 烯酸 中和
氧化聚合的天然高分子化合物， 其化学结构［ 如 图 １ １ ］ 所示 ， 由 ４种 类 型 的 多 酚 化 合 物 （ １中的 （ ） 是 图 ａ ～ （ ） 排列 而成 的单 位 为 纳米 ， ２ ５个 串联 而 成 ， ｄ， 有 ～ 推 算分子 量为 １ ０ ０左 右 。因多 酚化合 物 含有 大 量 的亲 ３０ 水 基 团 ， 常适 合 接 枝 丙烯 酸 合 成 高 吸 水 树脂 。作 者 非 采用反相 微乳液 聚合 法在天 然 高分子 材 料柿 单 宁上 接 枝丙烯酸合成了柿单宁一 丙烯酸系纳米级高吸水树脂 。 使 合成 的高吸水 树脂 中含有 大 量的 阴离 子 型表 面活 性
聚(丙烯酸-丙烯酰胺)高吸水树脂的制备及性能研究
中图 分类 号 ： Ｏ６ ３ １
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ 【 ） （ ｊ １ ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ０ １ ５ ７ ０ ４
１ 引 言
高吸水 树脂 是经 交联 剂适 度 交联 的具 有 三维 网络 结 构 的新 型 功 能 高 分 子 材 料 ， 通 常又称 为“ 保水 剂” 、
刘 玉贵 等 ： 聚（ 丙烯酸 丙烯酰胺） 高 吸 水 树 脂 的 制 备 及 性 能 研 究
聚（ 丙 烯 酸一 丙 烯 酰胺 ） 高 吸水 树 脂 的 制 备及 性 能 研 究
刘玉贵 ， 张 瑾 ， 朱 忠其 ， 刘 强， 柳 清 菊
（ 云南 大学 云南 省 高校 纳米 材料 与技 术重 点实 验 室 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ０ ９ １ ）
“ 高吸 水 性 聚 合 物 （ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ， 简 称 Ｓ ＡＰ ） ” 、 “ 超强 吸水 剂 ” 等 ］ 。 由于 高 吸水 性 树 脂 含 有
强 亲水 性基 团 ， 如羧基 、 酰胺基 、 酯基ｌ ２ 等， 可 通过 水 合 作 用迅 速地 吸 收 自重 几 十倍乃 至 上千倍 的水 分或 数 十
ｍ １ — — Ⅲ ｒ 、
倍 的 盐 溶 液 而呈 凝 胶 状 ， 且 具 有 良好 的保 水 性 能 ， 因 此， 广 泛 用 于农 林 园 艺 、 沙漠 治理、 医疗 卫 生 、 土 木 建
筑、 食 品加 工 、 石 油化 工 等领域 ］ 。 本 文针 对丙 烯 酸 系 高 吸水 树 脂 耐 盐性 差 的 特 点 ，
四 口烧 瓶 中 ， 加 入 一 定 量 的 环 己 烷 和 适 量 的 分 散 剂
浅谈丙烯酸类高吸水性树脂的制备
浅谈丙烯酸类高吸水性树脂的制备1. 高吸水性树脂的定义高吸水性树脂是上世纪70年代由美国农业部北方地区研究中心率先开发成功的一种新型功能高分子材料，它能够吸收达到自身总量的几百倍乃至几千倍的水，显示奇特的吸水、保水功能，成为高分子材料领域内的一朵奇葩[1]。
高吸水性树脂的吸水、保水原因是这类材料分子中含有大量的羟基、羧基等强亲水性基团，具有高分子电解质的分子扩张性能；同时，由于材料中构成的轻度交联三维网络结构，限制了分子的进一步扩张程度，二者的综合作用使得吸水性树脂只能在水中溶胀而不溶解，并具有极强的吸水和保水能力。
2. 高吸水性树脂聚丙烯酸的制备适量的NaOH 溶于蒸馏水中，然后依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、N，N´-亚甲基双丙烯酰胺（交联剂）、先把K2O2S8 （引发剂）。
搅拌均匀后，在65～75ºC下反应3 h，取出凝胶状产物，剪碎后置人烘箱中干燥至恒重，再用万能粉碎机粉碎得到固体高吸水树脂颗粒。
3. 性能测试3.1 吸水性能的测定将树脂在自来水中浸泡24 h后，测定吸水倍率。
计算公式如下：4.3结论a.采用水溶液法工艺简单，比较合适工业化生产。
b.单体的浓度是制造吸水树脂的关键。
浓度太低，聚合难以进行；浓度太高，反应过于剧烈，控制不住聚合温度，既不安全，又难得到吸水性产品。
c.丙烯酸在聚合之前必须用碱中和。
中和度一般为60～90ºC。
当中和度超过90ºC，pH值高，树脂中离子浓度增加，反应引发减慢，转化率降低，增加树脂的可溶部分，同时，由于剩余的羧基少，产品吸水倍率降低。
相反，中和度在60%以下，pH值低，导致树脂中离子浓度低，網络的静电斥力和渗透压变小，不易得到高吸水性产品。
在中和度较低的情况下，反应容易失控，发生爆聚，产品的性能和生产的安全均得不到保证[14]。
d.聚合反应温度对聚合产物的性能影响的情况，与单体的浓度影响相似。
当温度在65ºC左右时，聚合所得吸水性树脂的吸水率颇佳。
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。
丙烯酸系高吸水性树脂的中试试验研究
丙烯酸系高吸水性树脂的中试试验研究1. 引言1.1 背景介绍丙烯酸系高吸水性树脂是一种具有优异吸水性能的材料，被广泛应用于医疗、卫生、农业等领域。
随着人们对高吸水性树脂应用需求的不断增加，对其性能和制备工艺的研究也变得更加重要。
在实际应用中，高吸水性树脂的吸水速度、吸水量、稳定性等性能直接影响着产品的质量和效果。
对高吸水性树脂的研究具有重要意义。
目前，国内外对高吸水性树脂进行了广泛的研究和应用，但在中试阶段仍存在许多问题亟待解决。
本次研究旨在通过中试试验，深入了解丙烯酸系高吸水性树脂的特性和制备工艺，为进一步优化产品性能和提高产量提供可靠依据。
通过系统的实验设计和结果分析，预计可以找到问题的原因并提出改进方向，为高吸水性树脂的生产提供参考和指导。
本研究的开展对于推动高吸水性树脂产业的发展具有重要的意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探究丙烯酸系高吸水性树脂在中试试验中的性能表现以及其在实际应用中的效果。
通过对树脂的特性进行分析和试验设计，我们旨在深入了解该树脂在吸水性能、稳定性以及吸附能力等方面的表现。
我们也希望通过试验结果的分析和问题的发现，提出改进方案并寻求解决方案，以进一步优化该树脂的性能并提高其在工业生产中的应用价值。
本研究旨在为丙烯酸系高吸水性树脂的研究和开发提供科学依据，从而推动其在环境保护、农业生产等领域的广泛应用，为提高吸水性树脂的品质和性能水平做出贡献。
通过中试试验的意义，我们也将对该树脂在实际生产中的应用效果进行评估，为今后的研究和开发工作指明方向。
1.3 研究意义高吸水性树脂在农业、医疗、环境保护等领域具有广泛的应用前景，其研究意义主要体现在以下几个方面：高吸水性树脂具有优异的吸水性能和保水能力，可以用于改良土壤、提高土壤保水保肥能力，从而有效提高作物的产量和品质。
在干旱地区和节水型农业中，高吸水性树脂可以起到节水保肥的作用，为农业生产提供重要保障。
高吸水性树脂在医疗卫生领域也具有重要意义。
丙烯酸_丙烯酸钠共聚合成高吸水性树脂的研究
丙烯酸2丙烯酸钠共聚合成高吸水性树脂的研究3林润雄黄毓礼牛爱杰摘要采用反相悬浮聚合法合成丙烯酸2丙烯酸钠高吸水性树脂。
研究了反应单体浓度、丙烯酸中和度、交联剂、引发剂及反应温度对反相悬浮聚合产物性能的影响, 为选择最佳配方和工艺条件提供了依据。
关键词反相悬浮聚合; 高吸水性树脂; 丙烯酸2丙烯酸钠共聚分类号TQ32517高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料。
它可以吸收自身重的数百乃至上千倍的水。
而且吸水后, 施加压力亦不脱水, 具有很强的保水性能, 被广泛应用于医疗卫生、建筑、植树造林等方面, 并愈来愈受到人们的关注 1 ,2 。
本文研究了以丙烯酸为主要原料, 采用反相悬浮聚合合成高吸水性树脂的工艺条件及树脂的性能。
1 实验部分111 实验试剂丙烯酸, 东方化工厂产品, 使用前减压蒸馏除去阻聚剂等。
过硫酸钾、氢氧化钠、正庚烷、N , N2亚甲基双丙烯酰胺等为A .R 级。
112 反相悬浮共聚在反应器中加入正庚烷、悬浮剂, 于45 ℃搅拌30 min 。
用氢氧化钠中和丙烯酸至一定中和度, 与引发剂、交联剂加入反应器中, 65 ℃下进行聚合反应。
反应3 h 后, 向体系中加入适量甲醇, 分离、干燥、粉碎备用。
113 性能测定[ 2 ]吸水率测定: 采用自然过滤法测定高吸水性树脂的吸水倍率。
即将一定量的吸水性树脂放入大量的水溶液中, 待溶胀饱和之后, 用筛网将剩余的水溶液滤去的方法。
吸水率以Q 表示( mL ·g- 1 ) .2 结果与讨论吸水性树脂的吸水性能是衡量吸水性树脂的主要指标。
为了提高吸水倍率, 进行了各收稿日期: 1997212202第一作者: 男, 32 岁, 博士生, 讲师3 中国石化总公司研究课题·36 · 北 京 化 工 大 学 学 报 1998 种不同条件实验 , 研究了丙烯酸中和度 、交联剂用量和单体浓度等因素对吸水性树脂吸水 倍率的影响 , 为选择最佳配方和工艺条件提供了依据 。
高吸水树脂的制备及其性质研究
高吸水树脂的制备及其性质研究高吸水树脂，也叫超级吸水树脂，是一种高分子材料，能够吸收数倍于自身重量的水或其他液体。
它具有良好的吸水性、保水性、离子交换性和吸附性等特点，因而被广泛应用于卫生、农业、环保、化工等领域。
本文将介绍高吸水树脂的制备、特性及其在实际应用中的优缺点。
一、高吸水树脂的制备高吸水树脂的制备方法较多，主要包括自由基聚合法、原位聚合法、悬浮聚合法等。
以下将分别介绍这三种方法的原理及特点。
1、自由基聚合法自由基聚合法是目前应用最广泛的高吸水树脂制备方法之一。
该方法是利用双烯丙基醚、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺等单体和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等交联剂在反应器中，在引发剂的作用下发生自由基聚合反应，形成高分子网状结构。
自由基聚合法的优点是操作简单、工艺成熟、产量高，且制备出的高吸水树脂具有较为均匀和稳定的孔隙结构、较高的吸水性能和化学稳定性。
但缺点也明显，由于聚合反应过程中存在多种副反应，如交联度不均、水解、分解等，导致产品品质不稳定，耐久性差，且合成出的高吸水树脂多为非无毒或半无毒的产物。
2、原位聚合法原位聚合法是在水溶液中通过加入不同的单体，即可得到高吸水树脂的制备方法。
该方法的关键在于加入丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等水溶性单体，并反应后形成高分子材料的过程。
与自由基聚合法不同，原位聚合法需要在低温下进行反应，以控制高分子的交联度，并加入交联剂促进交联反应的进行。
原位聚合法的优点在于制备出的高吸水树脂结构较为优化，分子间的相互作用增强，吸水性能更好，且水分子运动更加自由，有利于离子交换反应的进行。
缺点是需要对反应温度、反应物和交联剂等进行较为严格的控制，否则会产生聚合不完全、交联不均和晶体生成等副作用。
3、悬浮聚合法悬浮聚合法是一种新型的高吸水树脂制备方法，主要通过将单体和交联剂等散布在水中，形成悬浮液，并在引发剂的作用下进行自由基聚合反应。
与自由基聚合法相比，悬浮聚合法的优点在于制备工艺简单、成本低、产能高，且吸水性能和耐久性都得到了很大的改进。
高吸水性丙烯酸树脂的合成及其性能研究
定量 的Ａ ， Ａ 在冰水 浴下用Ｎ Ｏ ａ Ｈ溶液（ ｍｏ ＬＯ和 。 １ ｌ） Ｏ ／ ？ 和高岭 土 ， 密封 ， 磁力搅 拌至混合 均匀 ， １ 护下加 热 Ｎ保
反应 。当反应体系成糊状时 ， 停止搅拌 。 继续反应一定
将 以上两种溶液混 合 ， 再加入交联剂ＭＢ 引发剂Ａ Ｓ Ａ、 Ｐ
第 ｌ 卷 第 ３期 ３
重庆科 技学 院学报 （ 自然科学 版 ）
２ １ 年 ６月 ０１
高 吸水性丙烯酸树脂 的合成及其性能研 究
陈世 兰 贾 云 陈 勇 徐 小 龙 叶 林
（ 重庆科 技 学院 ， 重庆 ４ １３ ） ０ ３ １
摘
要： 以过 硫 酸 胺 为 弓 发 剂 ， ， 一 甲基 双 丙 烯 酰 胺 为 交 联 剂 ， 单体 丙烯 酸 接 枝 到 天 然 大 分 子 羧 甲基 壳 聚糖 的 ｌ ＮＮ 亚 使
大分子材料， 土壤 中可部分生物 降解， 在 降低 环 境
污染 。因此 ， 可 用 于 医药 、 生 、 保 和 农 业 等 领 它 卫 环
倍率 Ｑ。计 算公式 如 下 ：
Ｑｇｇ＝ｗ 一 ） （ ）（２ １ ／ １ ｗｌ
域 。本 工 作 系 统 地 考察 了制 备 条 件 及 高 岭 土 的 引
中 图分 类 号 ： ２ ０６ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ３ ９ ０（０１ ） ３ ０１ ２ ０ １ ７ —１ ８ ２ ０ — ２ — ４ １
高吸水 树￣（ｕ ｅ ｂｏｂｎ ｏ ｍ ｒＳ Ｐ是一 Ｓ ｐ ｒ ｓｒｅｔ ｌ ｅ ，Ａ １ Ａ Ｐｙ
种具 有 三 维交 联 网状 结 构 的新 型 功能 高 分 子材 料 ，
功 能 材 料 。在 卫 生 用 品 、 林 园 艺 、 土 保 持 、 农 水 医
蛋膜改性接枝丙烯酸高吸水树脂的制备及性能研究
Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｅ ｇ ｇ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｆ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ０ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ
第４ ２卷第 １ Ｏ期
２ ０ １ ３年 １ ０月
应
用
化
工
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ． １ ０
Ａｐ ｐｌ ｉ ｅ ｄ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ
蛋膜 改性 接 枝 丙烯 酸高 吸水 树 脂 的 制备 及 性 能 研 究
王可答 ， 尉靖 ， 刘利军 ， 郎德 龙 ， 李应辉
（ １ ． 绥化学 院 食品与制药工程学院 ， 黑龙江 绥化 １ ５ ２ ０ ６ １ ； ２ ． 哈尔滨理工大学 化学 与环境工程学院 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ）
摘
要： 以废 弃蛋 膜和丙烯酸为主要原料 ， 以 Ⅳ， Ⅳ 一 亚甲基双丙烯 酸胺 为交联剂 ， 过硫酸钾为引发剂 ， 采用水溶液聚
合法制备 了改性蛋膜一 聚丙烯 酸高吸水性树 脂。考察 了聚合 温度、 引 发剂和交 联剂 的用量 以及 改性蛋膜 用量等各 因素对树脂吸水倍率 的影 响。结 果表明 ， 聚合 温度 ７ ０℃ ， 改性蛋膜用量为单体质量的 １ ０ ％， 丙烯酸中和度为７ ０ ％，
引发剂用量为单体质量的０ ． １ ％， 交联剂用量为单体质量的 ０ ． １ ２ ％， 树脂的吸水倍率可达 ６ ６ ７ ｇ ／ ｇ ， 在０ ． ９ ％的 Ｎ ａ Ｃ １
溶液 中吸盐水倍率达到 １ ０ ６ ｇ ／ ｇ ， 其吸水速率较快 。Ｉ Ｒ初步表 明了蛋膜与丙烯酸的接枝 聚合作用 。
丙烯酸吸水树脂的合成
丙烯酸吸水树脂是一种高分子化合物，具有较强的吸水性能。
其合成过程通常包括以下几个步骤：
材料准备：准备丙烯酸单体、交联剂、引发剂、溶剂等必要原料和配方。
反应体系配置：将丙烯酸单体、交联剂、引发剂、溶剂等按照一定比例配置于反应容器中。
反应引发：通过加热或其他方式激发引发剂的活性，引发丙烯酸单体的聚合反应。
在聚合过程中，丙烯酸单体会发生共聚反应，形成线性链和交联点，从而形成三维网络结构。
固化处理：聚合反应完成后，将反应体系进行固化处理，以提高树脂的稳定性和吸水性能。
脱溶剂处理：将固化后的树脂进行适当的脱溶剂处理，去除多余的溶剂。
干燥处理：对脱溶剂后的树脂进行干燥处理，使其具有一定的稳定性和可控的吸水性能。
需要注意的是，具体的合成方法和工艺参数可能会根据不同的厂家或研究机构的要求有所差异。
此外，合成过程中需要注意安全操作，并遵守有关的环境保护和化学安全规定。
课程设计聚丙烯酸高吸水树脂(psa)的制备及其性能研究本科论文
吉林化工学院材料科学与工程学院课程设计聚丙烯酸高吸水树脂（PSA）的制备及其性能研究The preparation of polyacrylic acid of high water absorbing resin (PSA) and its performance study学生学号：1310984203学生姓名：王建龙专业班级：材料科学与工程1302指导教师：刘梦竹起止日期：2016.11.07～2016.11.23吉林化工学院课程设计任务书摘要以丙烯酸及其钠盐为单体，以过硫酸钾为引发剂，N,N'一亚甲基双丙烯酞胺为交联剂，采用不通氮气及不除去丙烯酸中阻聚剂的新工艺，通过水溶液聚合合成了聚丙烯酸钠高吸水树脂。
文章研究了丙烯酸的中和度、引发剂用量及交联剂用量对聚丙烯酸钠高吸水树脂吸水率的影响。
水溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠强吸水树脂。
研究了单体浓度、反应温度及交联剂用量、引发剂用量对树脂吸水率的影响。
研究了以丙烯酸和丙烯醚胺为原料，以过硫酸钾作引发剂，N, N一亚甲基双丙烯醚胺为交联剂制备聚丙烯酸/丙烯醚胺高吸湿性树脂的方法和其工艺过程，得到了影响产品吸湿量的主次因素通过单因素分析研究了AA与AM的质量配比、中和度、单体浓度对树脂吸湿倍率的影响。
高吸水性树脂是一类新型的功能性高分子材料。
由于独特的吸水、保水性能，高吸水树脂在医药卫生、农林.园艺、荒漠治理等方面获得了广泛的应用。
吸水倍率、耐盐性、吸水速率及凝胶强度是衡量高吸水性树脂性能的几项重要指标。
研究具有吸水倍率高、耐盐性能好、吸水速率快及凝胶强度高的高吸水性树脂己经成为该领域的主要研究方向。
关键词：丙烯酸；N,N'一亚甲基双丙烯酞胺；高吸湿性树脂；制备工艺；吸湿性能AbstractThe poly sodium acrylate super absorbent polymer was synthesized by graft polymerization through the new technology of no nitrogen and not removing polymerization inhibitor in acrylic acid. In the synthesis process，acrylic acid and its sodium salt were as monomer，potassium persulfate was as initiator and N，N-methylenebisacrylamide as crosslinking agent. The influences of neutralization degree of acrylic acid，content of initiator and crosslinking agent on the water-absorbing capacity were studied，and the opti-mined synthesis conditions on this product was studied through orthogonal experiments. A poly(acrylic acid-acrylamide)resin was systhesized from acrylic acid(AA) and acrylamide(AM),with N, N -methy lenebisacry lamide as crosslinkin agent, potassium persulfate as initiator by means of orthogonal experiment.The factors effecting the moisture absorption property of it have been got. The effects of weight ratio of AA and AM，neutralization degree of acrylic; acid and monomer content to the moisture absorption capability have been studied by single factor analysis.Super Absorbent Polymer (SAP) is a kind of functional polymer of material. Because of its distinctive water-absorbing and water-preserving properties,SAP have been used for water-keeping and water-saving in agriculture, forestry, horticulture,etc. Absorbing performance, anti-salt performance, absorbing rate, absorbing keeping are important indexes for SAP .So researching high anti-salt performance, quick absorbing rate, high absorbing keeping performance have become important direction for scientific workers.Key Words：:Acrylic acid;N, N -methylenebisacry lamide;high moisture-absorbing resin;Preparation;moisture absorption property目录摘要 (I)Abstract (II)聚丙烯酸高吸水树脂的制备及其性能研究 (2)第1章绪论 (3)1.1引言 (3)1.2高吸水性树脂的吸水机理 (3)1.3高吸水性树脂的研究进展 (4)1.4高吸水性树脂研究存在的问题 (5)1.5 参考文献 (6)第2章聚丙烯酸高吸水树脂（PSA）的制备及其性能研究实验方案设计 (8)2.1实验目的和任务 (8)2.1.1实验目的 (8)2.1.2实验任务 (8)2.2实验场地及试剂 (8)2.2.1实验场地和环境条件 (8)2.2.2实验试剂 (8)2.2.3实验设备 (8)2.2.4高吸水树脂的制备 (8)2.2.5该吸水树脂的性能测试 (9)2.2.6反应过程 (9)第3章结论 (13)聚丙烯酸高吸水树脂（PSA）的制备及其性能研究The preparation of polyacrylic acid of high water absorbing resin (PSA) and itsperformance study第1章绪论1.1 引言高吸水性树脂是一种具有三维空间网络结构的强亲水的功能性高分子材料。
高吸水性丙烯酸树脂的制备及性能研究
高吸水性丙烯酸树脂的制备及性能研究殷榕灿;陶栋梁【摘要】The Super Absorbent Polymer ( SAP) was prepared by solution polymerization in which acrylic acid was used as monomer , potassium persulfate ( KPS ) was used as initiator and N , N'-methylene bisacrylamide as cross -linking agent.The influencing factors of the water absorption capacities such as the amount of cross -linking agent , initiation, neutralization degree of acrylic acid and monomer concentration were characterized.The best absorbability of was the SAP 1 132 g/g in deionized water and 105 g/g in the 0.9%NaCl solution.%采用丙烯酸为单体，以过硫酸钾为引发剂， N，N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，通过水溶液聚合法制备高吸水性树脂。
分别讨论了交联剂、引发剂、中和度、单体浓度对吸水（盐）率的影响，用红外光谱表征了样品，确定了最佳方案。
结果表明： N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和K2 S2 O4用量分别为AA的0.04％和4％，产品在去离子水及0.9％NaCl中的吸水倍率分别可达到1132倍和105倍。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)020【总页数】3页(P68-69,75)【关键词】高吸水树脂;丙烯酸;N,N'-亚甲基双丙烯酰胺【作者】殷榕灿;陶栋梁【作者单位】阜阳师范学院化学与材料工程学院，安徽阜阳 236000;阜阳师范学院化学与材料工程学院，安徽阜阳 236000【正文语种】中文【中图分类】O631.5高吸水树脂(Super Absorbent Polymer)是一类可吸水并保存自身重力百倍或上千倍的高分子化合物，具有高吸水性率、高保水性、高膨胀性、吸氨性以及安全无毒等优点。
丙烯酸_丙烯酰胺共聚超吸水性树脂的合成及其应用研究
课题展望与发展
高吸水性树脂是一种新型材料，它安全无毒且吸水倍率极高，然而却由 于技术不成熟、价格昂贵，并未大量投入到实际运用当中。因而在未来 的研究过程中，发展方向有： ①进一步简化工艺流程，让工业大量生产成为可能。 ②理论上对高吸水性树脂进行改善，改变实验材料和方法，进一步提高 吸水效率。 ④研究合成系高吸水性树脂和其他类高吸水性树脂的配比复合配方。 ⑤测定不同温度下高吸水性树脂的保水率。 ⑥用气相色谱法定量研究高吸水性树脂的缓释率。 ⑦水培植物的研究。 ⑧在沙土中大面积种植，更实际治理土壤荒漠化。 ⑨扩大实际应用范围，发明与创造如：鞋垫、止血剂、空气清新剂、纸 尿布、油田管道、神奇拖把等一系列有用而有效的产品。
丙烯酸_丙烯酰胺共聚超吸水性树 脂的合成及其应用研究
化学CH12 朱杰毅 周杰沁 指导教师：汤晨毅
摘要
高吸水性树脂（Super Water Absorbable Resin, 简称SWAR）是一种合 成高分子聚合物，是20世纪60年代开始发展起来的新型高分子材料。高 吸水性树脂现已逐步开始应用于工业、农业、食品、医疗卫生、生活用 品和环境保护等领域。本文通过水溶液聚合法制得丙烯酸-丙烯酰胺 （PAAAM）高吸水性树脂，并讨论了合成的重要制备条件——引发剂的 质量分数和种类与树脂吸水性的关系，改善了高吸水性树脂的吸水性能。 结果表明：使用过硫酸钾+硫代硫酸钠作为引发剂，且引发剂相对于单 体的质量分数为0.1%时有最佳吸水效果，其吸水倍率提高16.6%。此外， 本文优化了溶液除氧的实验步骤，为大规模工业生产提供借鉴。本文测 定了高吸水性凝胶与黄沙混合后的保水性，发现丙烯酸-丙烯酰胺 （PAAAM）高吸水性树脂在沙漠中的保水能力优异，且具有反复吸水和 保水的能力。本文还利用合成的树脂进行植物培育，研究发现只要在种 下绿豆种子时加入吸水材料、水和化肥，此后不用再浇水和化肥，凭借 吸水材料的保水性和缓释性，可以让植物发育。将保水剂应用于沙漠中 的植物种植，可大大提高植物的生长速度和存活率，维持沙漠中水分， 减少水土流失，成为治理土地荒漠化的一种有效方式并使沙漠转变成绿 洲成为可能。
高吸水树脂-聚丙烯酸钠的制备
一、实验目的(1)了解高吸水树脂的制备方法(2)了解高吸水树脂的吸水原理及影响因素。
二、实验原理（1）制备原理：自由基聚合机理。
单体为用NaOH部分中和的丙烯酸，在水溶液中进行溶液聚合，引发剂为水溶性的热引发剂过硫酸铵，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，进行共聚合，以形成三维的网状结构。
反应如下：（2）吸水原理：利用单体中的亲水基团来吸附水分，借助树脂内的离子基团电离后的库伦斥力撑开三维结构，使树脂吸水后充分溶胀、链段伸展，并借助电离后树脂内外的渗透压将水分吸入树脂内部，最后通过内部的三维交联结构来进行存储，因而能够吸收超过其本身多倍的水分。
吸水性能与树脂分子链的组成、结构、分子量、交联度等有很大关系，本实验就是利用不同的配方来探究高吸水树脂的最适配方,不同小组选择不同中和度与交联剂的配方进行实验，我们为第四个配方。
（3）实验中药品的称量：第四个配方（中和度为50%，0.05g交联剂）10% NaOH水溶液的质量：m（丙烯酸）=5g M(丙烯酸)=72g/mol M(NaOH)=40g/molm(NaOH)=[m(丙烯酸)M(NaOH)/ M(丙烯酸)/0.1]×0.5=13.89g称取10% NaOH水溶液质量为13.89g。
三、实验药品与仪器（1）仪器：水浴锅、烧杯、表面皿、温度计、瓷盘。
（2）药品：经减压蒸馏的丙烯酸、经重结晶的过硫酸铵(APS)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、10%氢氧化钠水溶液表1.实验分组配方丙烯酸/g 中和度/％ N,N-亚甲基双丙烯酰胺/g APS/g5.0 25 0.05 0.15.0 25 0.1 0.15.0 25 0.2 0.15.0 50 0.05 0.15.0 50 0.2 0.15.0 50 0.2 0.055.0 75 0.05 0.15.0 75 0.2 0.15.0 75 0.2 0.055.0 100 0.05 0.15.0 100 0.2 0.15.0 100 0.5 0.1四、实验步骤与实验记录（1）在100mL烧杯中加人5g丙烯酸，用10%氯氧化钠水溶液中和至不同中和度，之后按配方4加人0.05 g N,N亚甲以丙烯酰，0.1g 过硫酸铵，再补加适量水（水的总量不超过40g），搅拌溶解，用表面皿盖住烧杯，将烧杯入70℃水浴中静置聚合，待反应物完全形成凝胶后取出烧杯，将凝胶转移到搪瓷盘中，将凝胶切割成碎片或薄片，置手50℃烘箱中干燥至恒重，待用。
高吸水性树脂聚丙烯酸钠的制备
⾼吸⽔性树脂聚丙烯酸钠的制备⾼吸⽔性树脂聚丙烯酸钠的制备⼀、实验⽬的1、了解⾼吸⽔性树脂的基本功能及其⽤途。
2、了解合成聚合物类⾼吸⽔性树脂制备的基本⽅法。
3、探讨反应时间对吸⽔倍数的影响。
⼆、实验原理⾼吸⽔树脂的吸⽔原理：⾼吸⽔树脂⼀般为含有亲⽔基团和交联结构的⾼分⼦电解质。
吸⽔前，⾼分⼦链相互靠拢缠在⼀起，彼此交联成⽹状结构，从⽽达到整体上的紧固。
与⽔接触时，因为吸⽔树脂上含有多个亲⽔基团，故⾸先进⾏⽔润湿，然后⽔分⼦通过⽑细作⽤及扩散作⽤渗透到树脂中，链上的电离基团在⽔中电离。
由于链上同离⼦之间的静电斥⼒⽽使⾼分⼦链伸展溶胀。
由于电中性要求，反离⼦不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离⼦浓度差形成反渗透压。
⽔在反渗透压的作⽤下进⼀步进⼊树脂中，形成⽔凝胶。
同时，树脂本⾝的交联⽹状结构及氢键作⽤，⼜限制了凝胶的⽆限膨胀。
⾼吸⽔树脂的吸⽔性受多种因素制约，归纳起来主要有结构因素、形态因素和外界因素三个⽅⾯。
结构因素包括亲⽔基的性质、数量、交联剂种类和交联密度，树脂分⼦主链的性质等，树脂的结构与⽣产原料、制备⽅法有关。
交联剂的影响：交联剂⽤量越⼤，树脂交联密度越⼤，树脂不能充分地吸⽔膨胀；交联剂⽤量太低时，树脂交联不完全，部分树脂溶解于⽔中⽽使吸⽔率下降。
吸⽔⼒与⽔解度的关系：当⽔解度在60~85%时，吸收量较⼤；⽔解度⼤于时，吸收量下降，其原因是随着⽔解度的增加，尽管亲⽔的羧酸基增多，但交联剂也发⽣了部分⽔解，使交联⽹络被破坏。
形态因素主要指⾼吸⽔性树脂的主品形态。
增⼤树脂主品的表⾯，有利于在较短时间内吸收较多的⽔，达到较⾼吸⽔率，因⽽将树脂制成多孔状或鳞⽚可保证其吸⽔性。
外界因素主要指吸收时间和吸收液的性质。
随着吸收时间的延长，⽔分由表⾯向树脂产品内部扩散，直⾄达到饱和。
⾼吸⽔树脂多为⾼分⼦电解质。
其吸⽔性受吸收液性质，特别是离⼦种类和浓度的制约。
在纯⽔中吸收能⼒最⾼；盐类物质的存在，会产⽣同离⼦效应，从⽽显著影响树脂的吸收能⼒；遇到酸性或碱性物质，吸⽔能⼒也会降低。
高吸水树脂实验报告
1. 了解高吸水树脂的制备方法及原理。
2. 掌握高吸水树脂的性能测试方法。
3. 分析高吸水树脂在不同溶液中的吸水性能。
二、实验原理高吸水树脂（Super Absorbent Polymer，SAP）是一种具有三维网状结构的高分子物质，主要由不饱和烯类单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）作为原材料，通过添加交联剂和引发剂经聚合反应合成。
SAP 分子链上带有大量亲水性基因，如-OH、-COOH、-CONH2、-SO3H等，使其具有极强的吸水性和保水性。
本实验通过制备高吸水树脂，测试其吸液率、吸水速率和保水性能，以评估其应用价值。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 不饱和烯类单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）- 交联剂- 引发剂- 离子水- 氯化钠溶液- 烧杯- 托盘天平- 离子交换树脂- 滤纸- 质构仪2. 实验仪器：- 实验室常用仪器（如烧杯、玻璃棒、滴管等）- 质构仪1. 制备高吸水树脂：（1）称取一定量的不饱和烯类单体，加入适量交联剂和引发剂；（2）将混合物加入烧杯中，搅拌溶解；（3）在恒温条件下进行聚合反应，得到高吸水树脂；（4）将高吸水树脂进行干燥处理，得到干燥的高吸水树脂。
2. 吸液率测试：（1）称取0.6克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入2000毫升离子水；（3）等待1小时后，用滤纸过滤多余的离子水；（4）称取过滤后的树脂，计算吸液率。
3. 吸水速率测试：（1）称取4.3克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入1000毫升氯化钠溶液；（3）记录开始吸水时间，每30分钟记录一次树脂的吸水质量；（4）计算吸水速率。
4. 保水性能测试：（1）称取2.3克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入4000毫升氯化钠溶液；（3）等待半小时后，用滤纸过滤多余的氯化钠溶液；（4）称取过滤后的树脂，计算保水性能。
5. 凝胶强度测试：（1）将干燥的高吸水树脂加入质构仪的样品夹具中；（2）设置质构仪的参数，进行凝胶强度测试；（3）记录测试结果。
反相悬浮法合成聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)高吸水树脂及性能研究
聚丙烯 酸类 高吸 水性树 脂 作为一 类 全合成 高 吸水性 树脂 ，由于具 有成 本低 、工 艺 简单 、环境 污染小 、 吸水性 能好 以及产 品保 质期 长 等一 系列 优点 ，因而 得 到 了研 究人 员 的广 泛重 视 。罗 晓峰 等 以十八 烷基 磷
酸单脂为分散剂 ，制备的丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚物高吸水树脂 ，聚合体系稳定 ，聚合物呈颗粒状 ，产物 吸水率 达６０ ｇｇ ８ ｍ ／。钱欣 等 以丙 烯 酸为 聚合单 体 ，采用 溶液 聚合 法 ，制得 了 聚丙烯 酸钠 高 吸水性树 脂 。林
２２ Ｓ ． ＡＰ的合 成 及 性 能 测 试
将用一 定 量 Ｎ Ｏ 中和 的丙 烯 酸 、丙 烯 酰胺 、交联 剂 Ｎ，Ｎ 一 亚 甲基 双丙烯 酰胺 和 引发剂 Ｋ ＳＯ 溶 ａＨ ｚ：ｓ
于蒸 馏水 中 ，然 后加 入 到 由 ２０ 溶剂 油 、Ｓａ一 ０所 组成 的 油相 中 ，搅 拌约 ３ ｉ 后 ，在氮 气保 护下加 ０＃ ｐｎ ６ ０ ｍｎ
作者简介：张圣祖 （ ９ ８ ，男，副教授，研究方向：功能高分子材料 １６ 一）
基 金项 目：湖北 省教 育厅 科学 技术 研究项 目 （ ２ １１０ ）． Ｂ ０ ０６ ２
３ ２
武
报
２ １ 年 ０１
时 间 的吸液量 。
３ 结 果 与讨 论
３１ 交 联剂 用量 的影 响 ．
树 脂 及 性 能研 究
张圣祖 ，杜 勇 ，袁 庭 ，徐 强
（ 汉纺 织 大 学 化 学 工 程 学 院 ， 湖 北 武 汉 ４ ０ ７ 武 ３ ０ ３）
摘
要 ：高吸水性树脂 由于在农业 、生理 卫生和 化学工 业等领域 的广泛用途近来得到广泛 的观注。本文 以丙烯酸
高吸水性树脂
0.4g
物质
英文名 N,N-methylen e diacrylamide 熔点
分子式 C7H10O2N2 沸点
密度 1.352 用量
N,N- 亚 甲 基双丙烯 酰胺
185
无
低毒，对皮肤、眼睛、黏膜 有一定的刺激性
0.016g
物质
英文名 ammonium persulfate 熔点
分子式 (NH4)2S2O8 沸点
十、实验结果汇总及对比
表 2.实验原始数据 实验者 徐皓 刘政阳 肖艺涵 梅豪 颜怀宇 田雯婷 张亚清 毕啸天 单体/g 5 5 5.004 5 5.013 5 5 5.010 引发剂/g 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.06 交联剂/g 0.025 0.075 0.101 0.1 0.05 0.025 0.05 0.016 中和度 50% 25% 25% 50% 50% 25% 25% 80% 吸水倍率 386 308 248 220 348 670 376 405
四、实验仪器及装置图
烧杯，尼龙网，培养皿，真空干燥器。
2
高分子化学实验
高吸水性树脂
化工系 毕啸天 2010011811
五、实验操作及现象解释
实验操作 在 100ml 烧杯中加入 40ml 去 离子水， 5g 丙烯酸， 0.05g-0.2g N,N- 亚 甲 基 双 丙 烯 酰 胺 ， 0.05g-0.1g 过硫酸铵，搅拌溶 解。 将烧杯放入 70℃水溶中静置 聚合，待反应物完全形成凝 胶后取出烧杯。 取出后， 其余实验员的产物基 本都是有弹性的半透明凝胶 状固体， 性状类似于没有粘性 的果冻。 我的产物为无色透明晶莹粘 流体， 性状类似于鼻涕。 与其 他人性状明显不同。 由于我的产品是粘流体， 直接 单独倒入一个搪瓷盘内烘干 备用。 这不科学……一定是我打开 的方式不对…… 应当是交联剂的量不足， 交联 度太小， 内部分子链间没有连 接起来。 就像橡胶在未硫化前 是没有弹性易流动的， 硫化后 成为有弹性的材料。 我的产品呈现粘流体， 应当是 本身已经吸了许多水的。 实验现象 现象解释
丙烯酸类高吸水树脂工艺流程设计
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； ； 基金项目 ： 国家高技术研究发展计划 （ 资助项目（ 国家自然科学基金资助项目（ 陕西省 ８ ６ ３ 计划 ） ２ ０ ０ ８ ＡＡ ０ ３ Ｚ ３ １ １） ２ １ ０ ０ ６ ０ ６ １） ） ； ） ； 教育厅科研计划资助项目 （ 陕西科技大学创 新 科 研 团 队 资 助 项 目 （ 陕西科技大学博士科研启 ０ ９ Ｊ Ｋ ３ ４ ４ Ｔ Ｄ ０ ９ ０ ３ － ） 动基金资助项目 （ Ｂ Ｊ ０ ９ ０ １ － 收到初稿日期 ： 收到修改稿日期 ： 通讯作者 ： 马建中 ２ ０ １ ０ ０ ９ １ ６ ２ ０ １ ０ １ １ ２ ０ － － － － ， 作者简介 ： 鲍 艳 （ 女， 陕西户县人 ， 博士 ， 副教授 ， 主要从事功能性高分子材料研究 。 １ ９ ８ １－ ）
接枝单体 ／ ／ 吸纯净水率 （ Ｓ Ａ Ｐ）吸盐水率 （ Ｓ Ａ Ｐ） ｇ ｇ ｇ ｇ ３ ５ ４． ８ ３ ４ ９． ８ ８ ７． ６ ６ １． ４ ＡＭ＋ＭＡＡ ＡＭ＋ＭＭＡ
ＣＨ２ＣＨ Ｃ ＮＨ２ ＣＨ２ＣＨ Ｃ ＯＨ ） （ 丙烯酰胺 （ 丙烯酸 ＡＭ ＡＡ） Ｏ Ｏ
２ 实 验
２． １ 实验材料 丙烯酸类 单 体 ： 天 津 市 福 晨 化 学 试 剂 厂； Ｃ Ｐ， Ｎ， ： 天津市傲然精细 Ｎ ′ ＮＭＢ Ａ） Ｃ Ｐ， － 亚甲基双丙烯酰 胺 （ ： 过硫 酸 钾 （ 天津市化学试剂厂 化工研究所 ； Ｋ Ｐ Ｓ） Ｃ Ｐ， 六厂 。 ２． ２ 高吸水树脂的制备 将一定量的丙烯酸类单体 、 引发剂 、 交联剂和蒸馏 水置 于 装 有 冷 凝 管 、 搅拌装置的２ ５ ０ ｍ Ｌ 三 口 烧 瓶 中， 升温至 ７ 保温反应 ２ 所得凝胶经过水洗 ， 乙醇溶 ０℃ ， ｈ， ） 液（ 浸泡 ２ 备用 。 １∶１ ４ ｈ后， ６ ５℃ 真空干燥 ， ２． ３ 吸水性能 准确称取一定 量 的 树 脂 置 于 烧 杯 中 ， 加入蒸馏水 ， ， 或 ０． 的 水溶液 室温下静置 待吸水 饱 和 后， ９％ Ｎ ａ Ｃ ｌ 网筛过滤多余水分 ， 准确称取吸液后树脂的质量 ， 按下 ／ ） ： 式计算吸液倍率 Ｑｅ ｇ ｇ ｑ（
２］ 、 性能 ， 其被广泛 应 用 于 各 行 各 业 ， 如 卫 生 用 品［ 药物 ［ ［ ［ ３， ４］ ５， ６］ ７， ８］ ９， １ ０］ 、 、 、 缓释 生物传感器 废水处理 农 林 业［
ｍ２ － ｍ１ ｍ１ ， ； 式中 为绝 干 的 ｍ１ Ｓ ＡＲ 质 量 ， ｍ２ 为 溶 胀 Ｓ ＡＲ ｇ 。 的质量 ， ｇ Ｑｅ ｑ ＝
鲍 艳 等： 丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究
６ ９ ３
＊
丙烯酸类高吸水树脂的制备及性能研究
２ ２ ２ ， ， 鲍 艳１， 马建中１， 李 娜１，
（ 陕西科技大学 资源与环境学院 ， 陕西 西安 ７ １． １ ０ ０ ２ １； ） 陕西科技大学 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室 ， 陕西 西安 ７ ２． １ ０ ０ ２ １ 摘 要： 采用水溶液聚合法制备了丙烯酸类高吸水 树脂 。 考察了树 脂 结 构 中 所 含 官 能 团 、 聚合反应温度 及聚合体系 ｐ Ｈ 对高吸水树脂吸水性能的 影 响 。 研 究 结果表明 ， 甲基对树脂的吸水性有负面影响 ， 羟基对吸 水性有正面贡献 ， 酯基对吸水性的贡献较羧基差 ， 随酯 树 脂 的 吸 水 性 降 低。随 聚 合 温 度 的 升 基链长的增加 ， 高及体系 ｐ Ｈ 的升高树脂的吸水性呈先增加后 降 低 趋 势。 关键词 ： 官能团 ； 聚合温度 ； 体系 ｐ 吸 Ｈ； 高吸水树脂 ； 水性 中图分类号 ： 文献标识码 ： Ｂ ３ ４ Ａ Ｔ （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １ ９ ７ ３ １ ２ ０ １ １ ０ ４ ０ ６ ９ ３ ０ ３ － － －
接枝单体 ＡＭ＋Ｅ Ａ ＡＭ＋ＨＥ Ａ ／ ／ 吸纯净水率 （ Ｓ Ａ Ｐ）吸盐水率 （ Ｓ Ａ Ｐ） ｇ ｇ ｇ ｇ ３ ３ ４． １ ３ ６ ６． ３ ６ ５． １ ５ ２． ９
３． １． ２ 酯基对高吸水树脂性能的影响 由表 ２ 和 ３ 可 知 ， 以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为 共聚单体制备的高吸水树脂的吸水性能及吸盐水性能 较丙烯酸或甲基丙烯酸为共聚单体制备的高吸水树脂 差， 表 明 酯 基 对 高 吸 水 树 脂 吸 水 性 的 贡 献 较 羧 基 小。 这主要是由于一 方 面 酯 基 属 于 非 离 子 型 亲 水 基 团 ， 在 水中酯基不会发 生 电 离 ， 其聚合物链间的相互作用较 ， 弱 聚合物的溶 胀 程 度 较 小 ， 可 容 纳 水 分 的 空 间 较 小， 而羧基为阴离子 型 亲 水 基 团 ， 在水中可电离为羧基负 离子 ， 聚合物链 间 负 离 子 之 间 的 排 斥 作 用 使 聚 合 物 溶 胀， 其可容纳水分 的 空 间 变 大 ， 因 此， 羧基对高吸水树 脂吸水性能的贡 献 较 酯 基 大 ； 另一方面虽然酯基和羧 基的吸水机理均 为 与 水 形 成 氢 键 作 用 ， 但酯基存在空
接枝单体 ＡＭ＋ＡＡ ＡＭ＋Ｅ Ａ ＡＭ＋Ｂ Ａ ／ ／ 吸纯净水率 （ Ｓ Ａ Ｐ）吸盐水率 （ Ｓ Ａ Ｐ） ｇ ｇ ｇ ｇ ３ ９ ９． ５ ３ ３ ４． １ ３ ２ １． ３ ９ ８． ２ ６ ５． １ ５ ０． ５
ＣＨ２ＣＨ Ｃ ＣＣ ＣＨ３ Ｃ Ｏ Ｏ ４Ｈ ９ ＣＨ ２
ＣＨ３ 丙烯酸丁酯 （ Ｂ Ａ） 甲基丙烯酸甲酯 （ ＭＭＡ） Ｏ
＋
ＣＨ２ＣＨ Ｃ ＣＯ ２Ｈ ４ＯＨ 丙烯酸羟乙酯 （ ＨＥ Ａ） ３． １． １ 甲基对高吸水树脂性能的影响 采用甲基丙烯酸为共聚单体制备的 由表 １ 可知 ， 高吸水树脂的吸水率及吸盐水率均较丙烯酸为共聚单 体制备的高吸水 树 脂 差 ， 表明甲基的引入对于高吸水 树脂的吸水性能有负面影响 。 这主要是由于两方面的 （ ）是甲基属于烷基 链 ， 其本身具有疏水 原因引起的 ， １ （ 性； 是甲基具有一定的刚性， 对于聚合物链的自由 ２） 旋转具有空间位 阻 效 应 ， 导致树脂网络结构的膨胀受 阻， 聚合物链的水合作用变差 。 表 １ 以丙烯酸和甲基 丙 烯 酸 为 共 聚 单 体 制 备 的 高 吸 水树脂的性能 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １Ｔ ｈ ｅ ｏ ｆ ｓ ｕ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｌ ｍ ｅ ｒ ｐ ｐ ｐ ｐ ｙ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｃ ｒ ｌ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ａ ｃ ｒ ｌ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｓ ｙ ｙ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｐ ｙ
等。 本课题组前期研究以麦秸秆为原料获取羧甲基纤 维素 ， 采用羧甲 基 纤 维 素 与 丙 烯 酸 类 单 体 及 蒙 脱 土 在 水溶液中进行 接 枝 聚 合 反 应 制 备 了 纤 维 素／丙 烯 酸 类 １ １， １ ２］ 。本文采用水溶液聚 聚合物／蒙脱土 高 吸 水 材 料 ［ 合法制备丙烯酸 类 高 吸 水 树 脂 ， 考察树脂结构中所含 官能团 、 聚合反 应 温 度 及 聚 合 体 系 ｐ Ｈ 对高吸水树脂 吸水性能的影响 。
１ 引 言
高吸水性树脂 又 称 超 级 吸 水 聚 合 物 ， 或超级吸水 是近年来合 成 的 一 种 新 型 材 料 。 通 常 的 吸 水 材 料 剂， 如棉花 、 海绵 、 纸等 ， 其吸 水 能 力 只 有 自 身 质 量 的 ２ ０～ ， ， 。 ４ ０ 倍 并且 挤 压 时 大 部 分 水 将 被 排 挤 出 来 而 高 吸 水性树脂可吸收 自 身 质 量 数 百 倍 到 上 千 倍 的 水 ， 保水 能力强且能经受一定的挤压作用 。 关于高吸水性树脂的研究最早可追溯至 １ ９ ６ １年， 美国农业部北方研究所率先用淀粉与丙烯腈接枝共聚 １］ 。 随 后， 日 本、 德 国、 法 国、 英 国、 制成高 吸 水 性 树 脂 ［ 俄罗斯等国家也都对高吸水性树脂进行了大量的开发 研究及应用 。 由 于 高 吸 水 树 脂 具 有 超 强 的 吸 水 、 保水
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） 卷 ２ ０ １ １ 年第 ４ 期 （ ４ ２
水性树脂 ， 考察甲基 、 酯基以及羟基对高吸水性树脂吸 水性能的影响 。 Ｏ Ｏ
间位阻 ， 因此 ， 其亲水性较羧基差 。 表 ２ 以甲基丙烯酸和 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 为 共 聚 单 体 制 备的高吸水树脂的性能 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２Ｔ ｈ ｅ ｏ ｆ ｓ ｕ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｌ ｍ ｅ ｒ ｐ ｐ ｐ ｐ ｙ ｍ ｅ ｔ ｈ ａ ｃ ｒ ｌ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ａ ｃ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ － ｙ ｙ ｙ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｓ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ１ 官能团对高吸水树脂性能的影响 高吸水性树脂 是 一 种 三 维 网 状 结 构 ， 其中分布着 许多的离子基团 ， 水分子进入网状结构后与这些离子 形成氢键 ， 因而 被 牢 固 地 吸 附 在 网 状 内 。 由 于 网 状 结 构本身具有弹性 ， 因而它能容纳许多的水分子 ， 外表呈 一种凝胶状态 。 高 吸 水 性 聚 合 物 是 一 种 电 解 质 ， 在水 或溶剂中电离后产生的离子之间的相互作用使聚合物 溶胀 。 随着内部 离 子 浓 度 的 增 加 ， 由于聚合物内部与 外界溶液之间的 浓 度 差 而 产 生 的 反 渗 透 ， 使得水进入 聚合物内部 。 因 此 ， 由高吸水性树脂的吸水机理可知 其吸水性能与聚合物分子中所含有的官能团有着密切 的联系 。 本研究以丙烯酰胺为主单体 ， 丙烯酸 、 甲基丙 烯酸 、 丙烯酸乙酯 、 丙 烯 酸 丁 酯、 甲基丙烯酸甲酯和丙 烯酸羟乙酯为共 单 体 ， 进行二元聚合制备了系列高吸
ＣＨ２ＣＣ Ｃ ＯＨ ＣＨ２ＣＨ Ｃ Ｏ ２Ｈ ５
ＣＨ３ 甲基丙烯酸 （ ＭＡＡ） Ｅ Ａ） 丙烯酸乙酯 （ Ｏ Ｏ