摘要
目前,高吸水树脂在许多领域(药物缓释、卫生用品、农业和园林等)有着广泛的应用.在学术研究和工业生产领域,人们对它有着浓厚的兴趣.但由于高吸水树脂的生产工艺较为复杂、生产成本又居高不下,限制了它在农业应用方面的推广.因此,降低生产成本是农用高吸水树脂的瓶颈所在.基于此点做了一些探索性的工作.首先,研究了丙烯酸/丙烯酰胺高吸水树脂的生产工艺.该树脂采用丙烯酰胺和丙烯酸为原料,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甘油为交联剂,通过水溶液共聚的方法制得.并研究了单体浓度、引发剂浓度、交联剂浓度、丙烯酸中和程度和保温聚合温度等合成因素对产品吸水性能的影响.通过正交优化实验得到最佳反应条件:丙烯酸的中和度为75%,丙烯酰胺用量为丙烯酸的1/10,过硫酸铵为单体总量的1.5‰,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为单体总量的0.1‰,甘油用量为单体总量的1‰.在此条件下得到的高吸水树脂吸去离子水1086g/g,吸0.9%的NaCl水溶液96g/g.其次,开发成功了马来酸酐类高吸水树脂(已通过专利查新),这是一种新型的高吸水树脂,相比通常的丙烯酸/丙烯酰胺类高吸水树脂,该树脂的原料成本大大下降.它以为过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甘油为交联剂,通过水溶液聚合的方法制得.并研究了引发剂用量、交联剂用量、马来酸酐用量和马来酸酐的氨化程度等合成因素对高吸水树脂的吸水能力的影响.通过正交实验得到了最佳的反应条件:丙烯酸中和度为75%,丙烯酸(mol):马来酸酐(mol)=10:1,马来酸酐(mol):NH<,3>·H<,2>O(mol)=1:1,过硫酸钱用量为单体总量2‰,N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为单体总量的0.5‰,甘油用量为单体总量的0.5‰.在以上条件下,制得的高吸水树脂吸去离子水1689g/g,0.9%的NaCl溶液115g/g.最后,研究了高吸水树脂在电解质溶液中的溶胀行为,讨论了不同价态的阳离子和阴离子溶液对高吸水树脂溶胀能力的影响,并进一步研究了相同价态的阳离子和阴离子的不同电解质溶液对树脂溶胀能力的影响.
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