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本世纪六十年代,美国农业部北方研究所G.F.Fanta等研究淀粉接枝丙烯腈获得成功,从此开辟了高吸水性树脂研究的新领域。到了七十年代高吸水性树脂工业化的成功,在农业、园艺、医疗、卫生等方面的应用,尤其是在医疗卫生等方面的应用,备受人们的关注,引起了各国科技研究者的极大兴趣。论文包过如下内容: 1.丙烯酸—丙烯酸钠共聚动力学研究 丙烯酸—丙烯酸钠共聚反应符合Mayo模型,以此模型为基础建立了共聚动力学方程。首先测定了丙烯酸(r1)—丙烯酸钠(r2)共聚反应的竞聚率。然后研究了丙烯酸—丙烯酸钠共聚组成、瞬时共聚组成和平均共聚组成与转化率之间的关系,为丙烯酸—丙烯酸钠共聚提供了理论依据,填补了这方面理论研究的空白。 2.高吸水性树脂合成研究 高吸水性树脂的合成包过四个体系:反相悬浮聚合丙烯酸—丙烯酸钠合成高吸水性树脂,通过表面活性剂的复配,搅拌转速和介质酸碱性的研究,建立了稳定的反相悬浮体系。加入多功能交联剂,如双丙烯酰胺,形成了丙烯酸—丙烯酸钠交联结构。通过对引发剂,交联剂,单体浓度,丙烯酸中和度等因素的研究,使合成的丙烯酸—丙烯酸钠高吸水性树脂吸水能力达800 ml·g-1,吸收0.9%NaCl溶液60 ml·g-1。 反相悬浮聚合法—淀粉接枝丙烯酸—丙烯酸钠合成高吸水性树脂,首先采用反相悬浮聚合法合成丙烯酸—丙烯酸钠预聚体,然后再与糊化淀粉进行接枝共聚。这样一个聚合工艺克服了水溶液聚合法:聚合物粘壁、易成块状,出料困难等缺点;淀粉(不论糊化与否)不易分散,接枝效率极低的缺点。采用此方法合成的高吸水性树脂吸水能力达650 ml·g-1,吸收0.9%NaCl溶液50 ml·g-1,接枝效率达80%。 采用质谱仪对淀粉接枝丙烯酸—丙烯酸钠机理进行了研究,淀粉在引发剂产生的初级自由基和预聚体自由基的作用下,两个仲羟基碳原子,其中一个被氧化,发生碳键断裂,另一个未被氧化的碳原子上形成自由基,产生一个接枝点,与预聚体自由基反应,发生接枝共聚反应。