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本文以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,以丙烯酸羟丙酯(HPA)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的共聚物(P(HPA/AMPS))为互穿聚合物,采用溶液聚合,合成了一种具有互穿网络结构的新型高性能聚丙烯酸钠高吸水树脂(PSA-IP-P(HPA/AMPS))。讨论了引发剂用量、交联剂用量、反应温度、单体中和度、互穿聚合物的组成及用量对高吸水树脂PSA-IP-P(HPA/AMPS)性能的影响。比较了PSA-IP-P(HPA/AMPS)与聚丙烯酸钠高吸水树脂(PSA)的吸液性能。研究了其红外光谱特性和热性能。 红外光谱研究表明,PSA-IP-P(HPA/AMPS)树脂吸水前后在1290cm-1处出现了明显的-S=O伸缩振动吸收峰,PSA树脂则无此吸收峰出现。热重分析表明,PSA-IP-P(HPA/AMPS)和PSA的失重趋势很相似,但在400℃附近,相对PSA,前者出现了较明显的失重。结合红外光谱和热分析结果,认为P(HPA/AMPS)和PSA形成了互穿网络结构。 对高吸水树脂吸液性能的研究表明,PSA-IP-P(HPA/AMPS)吸去离子水和生理盐水的能力和PSA相比有较大幅度的提高。也优于相同单体用量的丙烯酸(AA)、HPA、AMPS交联共聚的高吸水树脂。当引发剂用量为单体用量的0.1%,交联剂用量为单体用量的0.02%,反应温度为70℃,单体中和度为70%,互穿聚合物的重均分子量为220万、HPA和AMPS的质量比为0.5、用量为2.4%时,合成的PSA-IP-P(HPA/AMPS)高吸水树脂具有最佳的吸水能力。其吸去离子水量为2075ml/g,吸生理盐水量为115ml/g,分别比PSA高36.1%和35.3%。 本文研究了影响PSA-IP-P(HPA/AMPS)树脂吸水能力的各因素。结果表明:盐对树脂的吸水能力影响较大,随着盐浓度的增加,树脂的吸水能力急剧下降,但当盐浓度大于0.5%以后下降趋于平稳。盐的种类及金属离子的价态不同对树脂吸水能力的影响程度也不同(Na+<MgZ+< ca2+)。吸水树脂吸收不同pH值的水的能力不同,当pH为6时,其吸收能力达到最佳,但pH在5一9之间树脂的吸水量均大于1000ml/g。树脂的吸水能力几乎不受水温的影响。 文中还研究了该树脂的其他性能如吸水速度、保水能力、稳定性等。结果表明,树脂的吸水速度受粒径影响较大,其大小顺序为20目<20一60目<60一120目。在一10℃下经过5次反复冷冻一解冻过程,其性能基本不变。在不同温度下加热处理1小时,在100℃以前树脂的吸水能力变化不大;100℃下经过5小时的处理,吸水率仅下降约10%。研究结果还表明,树脂的自然保水性、热保水性、加压保水性均较好。