网站原创【摘 要 】以K2O2S8作为引发剂,N,N-亚双丙烯酰胺作为交联剂,采用水溶液聚合法制备丙烯酸类吸水性凝胶.凝胶经过干燥、粉碎后,得到高吸水树脂.研究了丙烯酸单体的浓度、丙烯酰胺单体的浓度、引发剂的用量、交联剂的用量,丙烯酸的中和度,反应温度等条件对所得树脂吸水性能的影响.
【关 键 词 】丙烯酸；丙烯酰胺；凝胶；吸水树脂
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-亚双丙烯酰胺（交联剂）、先把K2O2S8 （引发剂）.搅拌均匀后,在65～75C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.
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c.丙烯酸在聚合之前必须用碱中和.中和度一般为60～90C.当中和度超过90C,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,网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65C左右时,聚合所得吸水性树脂的吸水率颇佳.当温度较低时,聚合反应发速度缓慢,未聚合或聚合度不足部分增多,产品吸水倍率下降；当温度过高时,反应容易失控,所得树脂的吸水倍率不理想.
【参考文献】