高吸水性树脂的结构对吸水速率的影响研究

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吸水速率是高吸水性树脂的一项重要性能,影响高吸水性树脂吸水速率的决定因素有共聚物组成、聚集态结构等,多孔结构一直是人们期望提高吸水速率的理想结构。为了获得多孔结构,本文探索了一种新型合成方法,以丙烯酸钠、丙烯酰胺为基本结构单元合成了多孔状聚集态结构的聚丙烯酸钠-丙烯酰胺型高吸水性树脂。即以甲醇和水为混合溶剂,聚乙烯醇(PVA)为稳定剂的合成方法,单体在其中能很好的溶解,产生的聚合物则形成悬浮体,配合适当的表面活性剂和后处理工艺,最后成功制得多孔结构,使吸水速率大幅度提高,基本达到目前国际同类产品水平。 研究发现:甲醇与水的体积比为1∶3时吸水树脂的吸水速率较快;稳定剂的结构和用量对吸水速率产生很大的影响,稳定剂用量为0.5g时制的得吸水树脂其吸水速率达到10.5秒;表面活性剂种类也对树脂多孔结构的形成和吸水速率产生影响。共聚物组成即丙烯酸钠-丙烯酰胺物质的量比为7∶1、丙烯酸中和度为80%、引发剂用量为单体重的0.4%、交联剂用量为单体重的0.025%时制得的吸水树脂吸水速率较高。 研究还发现:在合成时,能否得到乳白色的水凝胶是制造快速吸水树脂的关键因素。实验中所取合成反应温度为40℃、反应时间为40min制成乳白色水凝胶;烘干时的条件对最终产物的性能影响比较大,采用真空烘干,温度控制在100℃~105℃,真空度不低于-0.095MPa。 最后,本论文就吸水树脂的微观结构对吸水速度的影响进行的初步的探讨,简要讨论了聚丙烯酸钠-丙烯酰胺型高吸水性树脂吸水速度较快的原因。并为今后更进一步的研究与推广应用工作打下良好的基础。
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