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纤维素是自然界中丰富的可再生天然高分子资源,以其优良的性能受到各国研究人员的关注,纤维素改性高吸水树脂也成为了现今高吸水树脂的研究热点。为了改善改性高吸水树脂的吸液性能、凝胶强度、耐盐性及保水性能,本文以丙烯酰胺(AM)为主要单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,选用两种阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)、2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸钠(NaAMC14S)分别与羧甲基纤维素钠(CMC)进行接枝共聚,以及这两种阴离子单体同时与CMC接枝共聚,合成了三种高吸水树脂。采用单因素法对树脂的合成条件进行了优化,探究了 CMC用量、单体配比、引发剂和交联剂等因素对树脂合成及性能的影响,获得了性能优良的高吸水性树脂,对其性能进行了测试,并采用FT-IR和SEM表征了树脂的结构及表面形态。三种树脂的合成优化条件如下,CMC-g-P(AM-co-AMPS)型树脂:固含量为20wt%,其中 w(CMC)=10wt%,w(AM)=67.5wt%,w(AMPS)=22.5wt%,引发剂 w(APS)=0.15wt%,交联剂 w(MBA)=0.1wt%。CMC-g-P(AM-co-NaAMC14S)型树脂:固含量为 20wt%,其中w(CMC)=10wt%,w(AM)=89.07wt%,w(NaAMC14S)=0.93wt%,引发剂 w(APS)=0.2wt%,交联剂 w(MBA)=0.2wt%。CMC-g-P(AM-co-AMPS-co-NaAMC14S)型树脂:固含量为20wt%,其中 w(AMPS)=15wt%,w(NaAMC14S)=0.25wt%,w(CMC)=10wt%,w(AM)=74.75wt%,引发剂 w(APS)=0.15wt%,交联剂 w(MBA)=0.15wt%。合成这三种树脂的优化条件中水解度(HD)均为80%,反应温度均为70℃,反应时间均为4h,引发剂APS和交联剂MBA的加量是以单体的质量分数计。测试了三种树脂分别在去离子水和0.9wt%NaCl水溶液中的吸液倍率,分别在30、60和100℃下静置2h后的去离子水保水率,以及分别在1000rpm和12000rpm的转速下离心45min后的保水率。CMC-g-P(AM-co-AMPS)型树脂在两种溶液中吸液倍率分别为973.1和100.3g/g,三个温度下的去离子水的保水率分别为84.2%、48.6%和36.8%,两个转速下的保水率分别为97.49%和51.78%。CMC-g-P(AM-co-NaAMC14S)型树脂在两种溶液中吸液倍率分别为1425.6和78.6g/g,三个温度下的去离子水的保水率分别为89.6%、68.6%和50.3%,两个转速下的保水率分别为99.94%和73.7%。CMC-g-P(AM-co-AMPS-co-NaAMC14S)型树脂在两种溶液中吸液倍率分别为1887.6和129.7g/g,三个温度下的去离子水的保水率分别为90.4%、67.4%和53.2%,两个转速下的保水率分别保水率分别高达99.94%和79.98%。CMC-g-P(AM-co-AMPS-co-NaAMC14S)型树脂的性能最优,因此选择该树脂进行了吸附重金属离子Cu2+和Pb2+的实验。在浓度均为200mg/L的Cu2+和Pb2+溶液中,当pH在4左右,吸附时间12h时:树脂加量为0.01wt%时,吸附率分别为82.17%、77.87%;加量为0.02wt%时,吸附率分别为83.35%、81.26%;加量为0.14wt%时,对Cu2+、Pb2+吸附率高达92.37%、93.31%。实验结果说明该树脂对重金属离子有极好的吸附性能,具有很好的应用前景。本论文的创新之处在于在加入丙烯酰胺单体的基础上,引入耐盐亲水单体AMPS和长链疏水单体NaAMC14S,利用AMPS耐盐基团的抗盐作用和NaAMC14S的疏水基团的疏水缔合作用,通过不同基团之间的相互协同作用提高了吸液倍率、凝胶强度、耐温耐盐抗压性能,从而使树脂具有优良的应用性能,通过SEM测试也证实树脂具有较好空间网状结构,这为树脂的合成提供新思路及实际应用做准备。