高吸水树脂研究背景与意义

本论文的研究目的就是充分利用纤维素这一可再生资源，在保留其原有吸水结构的基础上，通过接枝共聚改性使其亲水基团多样化，合成具有多种亲水基团的多元高吸水性树脂，在合成工艺和吸水性能方面进行一些探索研究。纤维素主链的半刚性和良好的延展性能使合成的高吸水性树脂网络的稳定性和膨胀性能更好，起到桥梁作用，增加网络空间，提高树脂的吸水性能。其研究意义在于，从20世纪60年代开始，高吸水性树脂是发展起来的新型功能高分子材料。它的吸水保水性能非常优异，同时又具备高分子材料的优点，有良好的加工性能和使用性能，现已广泛应用于工业、农业、食品、医疗卫生、生活用品和环境保护等领域。

本研究在保持纤维素原有吸水结构的基础上，对其进行接枝共聚改性，用羧甲基纤维素接枝丙烯酸和丙烯酰胺制备多元高吸水树脂，并测出树脂的吸水倍数，考察一些因素对吸水倍数的影响，找出最佳实验方案。

制备多元高吸水性树脂的优化条件：羧甲基纤维素用量为1g，丙烯酸用量为4g，丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为1:1，交联剂为0.04g，引发剂为0.18g，丙烯酸中和度为60%，反应温度为50℃，反应时间1.5h。

This thesis research purpose is to make full use of cellulose this renewable resources, keep its original in water, based on the structure of modification made by grafting polymerization hydrophilic groups, diversification, the synthesis of hydrophilic groups of multiple superabsorbent resin in synthesis process and bibulous, search some properties. The main chain of cellulose of semi-rigid and good ductility can make synthetic superabsorbent network stability and expansion, have better performance bridge, increase network space, improve the resin absorption ability. The research significance lies in the 1960s, from the start, the rise and development of superabsorbent resin is the new functional polymer materials. It is very outstanding, water retention performance but have the advantages of polymer materials, have good processing and workability, has been widely used in industry, agriculture, food, medicine and health, supplies and environmental protection etc.

This study in keep cellulose based on the structure of the original water, and carry on the grafting polymerization modification, with carboxymethyl cellulose grafted acrylic and acrylamide preparation multivariate tall bibulous colophony, and measure the resin, examine some water to multiple factors influence of absorbing multiples, find out the best experiment scheme.

Preparation multivariate superabsorbent resin optimality conditions: carboxymethyl cellulose dosage, acrylic dosage for 1g for 4g, acrylic and acrylamide quality ratio of 1:1, crosslinking agent for 0.04 g, initiator for 0.18 g, acrylic acid neutralization degree 60% for 50 ℃, reaction temperature, reaction time 1.5h.

Carboxymethyl cellulose, Grafting polymerization, multivariate, Tall bibulous colophony

高吸水树脂作为一种新型功能高分子材料一直受到广泛的关注和研究。它含有许多强亲水性基团，并具有一定的交联度，通过水合作用能吸收相当于自身质量数百倍甚至于千倍的水而溶胀，呈凝胶状，在一定的压力下水不会析出，凝胶物干燥后可以恢复其吸水性能。高吸水树脂广泛用于妇女卫生巾、婴儿纸尿裤和土壤改良剂、抗血栓材料、水果保鲜剂等领域。Super absorbent polymer(简称SAP)这个单词也应运而生。近些年来，高吸水性树脂的需求量年增长率一直保持在两位数。作为一种新型功能高分子材料，随着人们研究的不断深人，生产技术的日益成熟及应用领域的不断扩大，高吸水性树脂将会越来越受到关注。人们对环境及日常生活要求的不断提高也使其得到了迅速的发展。因此，展望21世纪，高吸水性树脂是有着广阔发展空间的化工产品之一，将占有更大的优势和更广的市场。

纤维素自古以来就是人们经常使用的吸水材料，是合成高吸水性树脂的三大原料之一，具有储量丰富、可再生、价格低廉、对环境友好等特点，因此受到各国研究人员的关注。历史上，纤维素是高分子化学诞生和发展时期的主要研究对象。以后，随着石油基化工产品和合成材料的涌现及发展，人们对纤维素研究的兴趣逐渐淡化。然而，近年来石油化工原料价格猛涨，以及对环境污染和健康等问题的重视，使人们把注意力重新集中到纤维素这一可再生资源上来。20多年来，纤维素系高吸水性树脂的发展相当迅速，产品的种类很多，应用范围不断扩大，已发展成为吸水性材料的重要组成部分。

目前，研究开发高性能的高吸水性树脂仍然存在难点。而带有多种亲水基团的高吸水性树脂比带单种亲水基团的高吸水性树脂具有更优越的吸水性能，因此前者是发展高吸水性树脂的重要方向。

因此，本研究选用纤维素这一天然可再生资源，合成羧甲基纤维素接枝丙烯酸、丙烯酰胺型多元高吸水性树脂。创新之处在于将多种亲水基团引入纤维素主链，使亲水基团多样化，通过不同基团之间的相互协同作用以改善高吸水性树脂