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本文在对国内外高吸水性树脂的发展,分类及合成方法进行文献调研、筛选的基础上,以丙烯酸为主要原料,对聚丙烯酸钠体系高吸水性树脂的合成和表面改性进行研究,具体内容如下:
(1)通过水溶液聚合法制备性能优异的聚丙烯酸钠吸水性树脂。考察了交联剂种类和用量、引发剂用量、中和度及反应时间对产品吸(盐)水率的影响,采用IR和TGA表征吸水性树脂的性能。结果显示:聚合物结构中存在-COOH和-COONa;N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂比甘油作交联剂合成的吸水性树脂热性能稳定。
(2)通过反相悬浮聚合法制备性能优异的聚丙烯酸钠吸水性树脂。考察了聚合初始温度、搅拌速度、稳定剂用量、油水比、丙烯酸中和度、引发剂用量和交联剂用量对产品吸水率的影响,用TEM表征不同稳定剂用量下制备的吸水性树脂形貌,TG表征吸水性树脂的热稳定性。结果显示:吸水性树脂为粒径大小不同的球状颗粒,热稳定性较好。
(3)通过水溶液聚合法制备淀粉接枝丙烯酸吸水性树脂。考察了淀粉糊化情况、原料配比、引发剂和交联剂用量对产品性能的影响,采用IR和TGA表征产品的性能。结果显示:淀粉参与了接枝反应;淀粉的加入使吸水性树脂的热稳定性降低。确定最佳工艺:淀粉糊化温度65℃,糊化时间1h,单体浓度为30%,中和度为75%,原料配比AA/Starch质量比为6:1,引发剂用量为1.5%(占淀粉质量比),交联剂浓度为0.2mmol/L。
(4)通过表面交联处理对生产中细粉颗粒表面改性。考察了粒径大小、处理液中铝盐和甘油用量对产品性能的影响,用SEM观察吸水性树脂改性前后的形貌。结果显示:改性前,高吸水性树脂表面相对平滑;改性后,吸水性树脂表面粗糙多孔,为树脂改性后吸水率和吸水速率迅速提高提供了理论依据。