高吸水性树脂作为一种功能性高分子材料,由于其特有的高吸水性和保水性,已经在各个领域得到日益广泛的应用。国内外对高吸水性树脂的研究主要集中在合成方法和反应机理等方面,但考虑到环境保护和经济可持续发展,对使用高吸水性树脂造成的环境影响和其生物降解性的研究也逐渐被提上日程,国外已有不少研究机构做了这方面的工作。目前市场上使用的高吸水性树脂几乎都是聚丙烯酸类,它存在两大问题:一是生物分解性差,易造成地下水、环境的污染;二是以石油加工的衍生物为原料,存在资源日益消耗并趋向短缺的问题。多糖与乙烯基类不饱和单体接枝共聚制备高吸水性树脂引起了学术界极大的关注。 本文采用海藻酸钠和丙烯酸钠接枝共聚合成可生物降解的高吸水性树脂,由于海藻酸钠是可生物降解的天然聚合物材料,因此它能够提供高浓度、高活性的微生物及其生长环境,导致丙烯酸钠系高吸水性树脂的降解。 本文采用过硫酸钾为引发剂,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合法,将部分中和的丙烯酸单体接枝到海藻酸钠上。高吸水性树脂的吸水性能是衡量吸水性树脂最主要的指标。为了提高吸水倍率,进行了各种不同条件的研究,研究了搅拌速率、反应温度、引发剂用量、交联剂用量、中和度等因素对树脂吸水倍率的影响,为选择最佳配方和工艺条件提供了依据。 实验结果表明,海藻酸钠的质量百分比、引发剂和交联剂用量、中和度对高吸水性树脂的吸水倍率影响较大,选择这几个因素设计了正交优化实验。结果表明高吸水性树脂吸水倍率的最佳合成工艺条件为:海藻酸钠用量10%(质量百分含量,下同),交联剂用量0.08%,引发剂用量1%,中和度60%(摩尔百分含量),反应温度75℃,搅拌速率240r/min。本文为了达到最佳的生物降解性能,因此不单纯考虑海藻酸钠单体质量比对吸水倍率的影响。 本文对海藻酸钠高吸水性树脂的各项性能进行表征,结果表明,它能够吸收大约五百倍的去离子水,吸水速率与离子型吸水树脂类似。在常温下具有较好的保水率,温度对其吸水倍率有很大的影响,在加压时具有良好的水保持率。提高树脂耐盐性仍是需要研究的重要课题。 海藻酸钠高吸水性树脂的各项性能都是与其结构相关的,本论文通过傅立叶