高吸水聚丙烯酸钠的表征

高吸水聚丙烯酸钠的表征

第28卷第8期

2000年8月

华南理工大学(自然科学版) JournalofSouthChinaUniversityofTechnology (NaturalScienceEdition)

V0ll28No.8

August2000

f高吸水聚丙烯酸钠的表征

(华南理工大学材料学院,广东广州510640)

摘要:对商吸水聚丙烯酸钠进行了FTIR,DSC,热稳定性,暧湿性能的分析,结果表明:在

1629cm～.1562cm一.1457cmI1处出现mCOONa的袋基伸缩振动峰,在1407em-.出现了

一

()0.H的袋基弯曲振动峰;残留水分对商暧水聚丙烯酸钠有很大的增塑作用,程难用DSC直接

对其丁进行表征;商暧水聚丙烯酸钠具有盎好的热稳定性和较高的暧湿性.并发现水温在

05～99℃范围内对商暧水聚丙烯酸钠的暧水倍数影响不大聚丙烯酸

钠承凝胶中的承有相变水

和非冻结承两种存在形式,其中非冻结水含量为2.13g水绝干树脂,该数值大大高于非离子型

茎:聚烯酸钠;高暧水树脂;水凝腔;袁扯关键词:聚丙烯酸钠;高暧水树脂;水凝腔;袁扯仍ry

中图分类号:TB324文献标识码:A文章编号:1000—565X(2000)08—0067—05

高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料,具有很高的吸水和保水能力.高吸水聚丙烯

酸钠是高吸水树脂的一个重要品种,由于产品吸水率高,不发霉,在近20年得到了快速的发

展,已成为高吸水树脂产量中占绝对优势的品种,目前广泛应用于工业,农业,林业,医疗卫

生,建筑,石油,日化,食品等领域..

高吸水树脂属于交联的网络聚合物,对其大部分研究主要集中在吸收性能方面,而对其

结构和其它的性能特点的研究较少,为此,本文研究了高吸水聚丙烯酸钠的FTIR,DSC,热

稳定性,吸湿性特点以及水温对其吸收能力的影响.

1实验部分

1)试样聚丙烯酸钠高吸水树脂(S1),中和度为80%,粒度大于40目,对蒸馏水吸水

倍数为168(20℃下测试):聚丙烯酸钠水凝胶(H1)(经蒸馏水充分溶胀),含水率为97.6%.

S1和H1均采用水溶液聚合法制备J.

2)红外光谱分析将S1研磨成规定大小的粉末,用KBr压片后用美国的Nicolet

Magna760测定.

3)热重分析用美国的TATGA2050测试S1的热失重,升温速度为10℃/min.

4)DSC分析用美国的TADSC2910进行测试,对于Sl,先在130℃下恒温0.5h,之

后在升温速度为10℃/min下测试,对于HI,在升温速度为5℃/rain下测试.

对于H1非相变水含量按(a一6/c)/d进行计算,单位为相对于每克干树脂的非相变水

的重量克数,式中n为每克H1中的含水量,b为每克H1的熔化热,c为每克水的熔化热,d

收稿日擀:1999—07—20

作者简介:陈军武(1968一).男,讲师,博士,主要从事亲水高分子材料的合成及应用研究

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为每克H1中的干树脂含量,b/c为相变水含量,(a一6/c)为每克H1的

非相变水含量.

5)吸湿性分析分别在温度为25℃,相对湿度(RH)为9O%及温度为20℃,RH为

60%下对S1进行测试.

6)吸水倍数测试准确称取约0.5g试样s1于500ml烧杯中.加人300g 蒸馏水,静置

10rain后,用8o且筛网过滤,称出吸水体重量,按吸水倍数=(G2一G】)/G】进行计算,其中

Gl为干高吸水树脂的重量,G2为吸水体的重量,吸水倍数单位为:克水/克树脂(g).

2结果与讨论

2.1红外光谱

高吸水聚丙烯酸钠试样s1的中和度为80%,即

该聚合物为丙烯酸钠与丙烯酸的共聚物.试样S1的

FTIR如图1所示.在1629cm-.,1562cm一.

1457ClIII1处出现了一C0ONa中的羰基伸缩振动

峰,在14f17cm一处出现了一CooH的羰基弯曲振

动峰,反映了聚合物结构中的两种主要基团的存在.

上述结果与单军【,赵薪_5在辐射聚合的聚丙烯酸

钠的实验结果极为一致.

2.2热稳定性

试样S1的TGA曲线见图2.从5o℃开始的试

样的重量出现缓慢下降是由于树脂中的少量水分在

失去,这与聚丙烯酸钠容易吸附空气中的潮气有关,

在420℃前的热失重小于20%,S1在420℃以后才

出现了快速的分解,热失重约为28%,最后残留的

灰分为54%,说明高吸水聚丙烯酸钠的热稳定性较好

涟生m,

图1高吸水聚丙烯酸钠的FTIR

Fig.1FTIRspectraofsuperabsorbent

pOlyacrylate

Sl在150℃下干燥1--8h后,其吸水倍数的变化情况见图3.在8h的干燥时间内,高

吸水树脂的吸水倍数变化极小,也反映了高吸水聚丙烯酸钠具有良好的热稳定性.

温度

圈2高驶水聚丙烯酸钠的TGA曲线

Fig.2TGAtulleofsuperabsorbentpolyacrylate

300,

O2468lO

耐同,m

图3在150℃下不同受热时间对水吸收能力的影响

F.3Theeffectofheatingtimeat150”Con

waterabsorbency