淀粉复合高吸水树脂微波快速合成及溶胀性能

采用木薯淀粉、部分中和的丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,微波快速合成淀粉基离子型/非离子型复合高吸水树脂(SAP)。以吸水率为指标,考察主要合成工艺和溶胀条件对SAP溶胀性能的影响,并采用FTIR、SEM对样品的官能团和形貌进行表征。结果表明,SAP呈多孔结构。在微波功率为400 W,反应时间为2min的条件下制得纯水平衡吸水率为445.2 g/g的SAP。另外,在不同温度下,SAP在纯水中的溶胀符合一级动力学过程,温度越高,溶胀速率越快;其溶胀受溶液的pH、盐溶液的种类和浓度的影响;SAP在有机溶液中的溶胀受溶液溶解度参数的影响,有机溶液与水的溶解度参数相差越大,溶胀损失越大。     

P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅复合高吸水树脂的合成及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,再引入纳米二氧化硅(nano-SiO_2),以过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅有机/无机复合高吸水性树脂,考察了交联剂加量、引发剂加量、纳米二氧化硅加量对树脂吸水倍率的影响,并用红外光谱和扫描电镜对产物进行了表征。结果表明:合成最佳条件加入纳米二氧化硅能提高树脂的吸水性能,粒径在80~120目时,复合树脂吸水倍率达到1 865 g/g,P(AA/AM/APEG)树脂吸水倍率为1 681g/g;温度在20~60℃时,复合吸水树脂吸水倍率变化幅度不大;pH在6~8时,其吸水性能最好,吸水倍率为1 865~1 444 g/g;此外,复合树脂具有较好的保水性能,树脂常温下保存15 d,其保水率达到83.2%。红外光谱和扫描电镜分析表明,纳米二氧化硅成功接枝到聚合物上并形成海绵状结构。     

机械活化淀粉基膨润土复合高吸水树脂性能的研究

为了提高淀粉基高吸水树脂的吸水率和保水性能,以机械活化60 min的木薯淀粉、丙烯酸和膨润土为原料,合成可降解复合高吸水树脂(CSA),研究膨润土(BT)的用量对CSA吸水率(Aeq)的影响以及CSA的溶胀性能。采用SEM、TGA和FTIR对样品的形貌、热稳定性和结构进行表征。结果表明,CSA呈多孔层状结构。适量的引入BT(其用量为淀粉质量的30%)可使CSA的吸水率从1 604 g/g提高到1 807 g/g,并能提高CSA的热稳定性和保水能力。在700℃下,CSA的失重率为79.3%,低于未添加BT树脂的失重率(83.4%);CSA在1 912Pa的承压下保水率为48.3%,高于未添加BT树脂的保水率(45.5%)。另外,CSA吸水过程符合一级动力学过程,吸水率受溶液的pH、盐溶液的浓度和种类的影响。     

纤维素系高吸水树脂的制备和性能研究

高吸水树脂是20世纪60年代发展起来的一类含强亲水基团的新型功能高分子材料。由于具有优良的吸水和保水性能,应用范围较广。目前已研究出3类高吸水性树脂,即淀粉系、纤维素系和合成树脂系。 自加拿大的Lepourtre等最先在漂白的造纸浆粕上接枝聚丙烯腈来制备高吸水材料以来,基于以纤维素为分子骨架,通过与其他单体接枝共聚形成的一类高分子聚合物即纤维素系高吸水材料研究开始引起关注。天然纤维素的来源广泛,含有大量羟基,可以与水亲和,且能与大部分小分子化合物发生反应,得到取代度较高的衍生物,并具有重要的环保意义和经济价值。本实验以竹浆纤维素与单体丙烯酰胺接枝共聚,制备出了性能良好的纤维素系高吸水性树脂。     

高吸水树脂的制备,应用及发展前景

介绍了部分高吸水树脂的制备，特性，应用及发展前景。     

淀粉-丙烯酸/聚丙烯酰胺复合吸水树脂的制备及性能

淀粉用环氧氯丙烷进行预交联,与丙烯酸接枝共聚,生成淀粉-丙烯酸共聚物;再与聚丙烯酰胺聚合,制备淀粉-丙烯酸/聚丙烯酰胺复合高吸水树脂。考察了淀粉用量、引发剂及交联剂对吸水倍率的影响。结果表明,当淀粉用量取2.5 g,复合引发剂取0.02 mmol,交联剂取0.1%时,吸水倍率最大;吸水速率20 min内达到吸水溶胀平衡。     

壳聚糖交联聚马来酸酐高吸水树脂的性能研究

以N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂,马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)为原料,过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,采用水溶液自由基聚合反应合成了高吸水树脂,研究了高吸水树脂在自然状态下的保水性、重复吸水性能、pH敏感性和生物降解性能。研究表明:高吸水树脂具有良好的保水能力、反复吸水能力和生物降解性,其最佳pH值适用范围为pH=7～10。     

PEG/PVA/PAA复合高吸水性树脂的制备及其保水性能

以聚乙二醇(PEG)、部分中和的丙烯酸(AA)和聚乙烯醇(PVA)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备具有互穿网络结构的PEG/PVA/PAA高吸水树脂。并用FTIR、XRD、TG和SEM对产物的结构和性能进行表征和测试,探讨了PEG用量、PVA用量、丙烯酸中和度、反应温度对产品吸水性能的影响。结果表明:在丙烯酸的中和度为75%、聚合温度为75℃、引发剂的质量分数为1.1%(相对单体AA的质量,下同)、交联剂的质量分数为0.3%、PEG的质量分数为10%、PVA的质量分数为15%时,制得高吸水性树脂吸蒸馏水能力最高可达935 g/g,吸盐水倍率可达91 g/g且具有良好的保水性能。     

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂及其对染料吸附性能

研究了溶液p H、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸)〔VMT/P(AMPS-co-AA)〕复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料p H、吸附时间、染料浓度等对树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸重复利用性能进行了测试。结果表明,VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、p H敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2 027.8、2 171.8和883.2 mg/g。在p H=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。     

CMC-g-PAMPS/APT复合高吸水树脂的溶胀行为及热稳定性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,凹凸棒黏土(APT)和羧甲基纤维素钠(CMC)为复合组分,采用微波辐射方法制备了CMC-g-PAMPS/APT环境友好复合高吸水性树脂。考察了APT用量对树脂吸水速率、保水性能和反复吸水性能的影响,利用XRD和TG等方法分析了该树脂的结构及其热稳定性能。结果表明,APT和CMC参与了接枝共聚反应,其反应仅在APT的表面进行,单体并没有插入到APT的层间。在APT质量分数为7.5%时,树脂的分解温度主要在250℃以上,具有良好的热稳定性。经过5次反复溶胀后,树脂的吸水倍率较不含APT的树脂提高了近42%。在体系中引入APT能显著提高树脂的吸水速率和保水性能。     

AC/XG-g-PAA复合高吸水树脂的制备及性能研究

利用溶液聚合法制备了AC/XG-g-PAA有机-无机复合高吸水性树脂。研究了丙烯酸用量、引发剂用量、丙烯酸中和度、凹凸棒黏土用量、交联剂用量和聚合反应温度等因素对合成复合高吸水性树脂性能的影响,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和示差扫描量热仪(DSC)对产物进行表征。结果表明,丙烯酸分子与黄原胶发生接枝共聚,凹凸棒黏土与接枝共聚物发生了有机-无机复合,制备的AC/XG-g-PAA高吸水性树脂具有良好的吸水和抗盐性能,提高了高温保水性能,接枝率达137.2%,接枝效率达83.6%,最高吸水倍率达896g/g,吸盐水倍率达126.3g/g。     

聚谷氨酸高吸水树脂的表征

对聚谷氨酸高吸水树脂进行了IR1、HNMR、热稳定性、吸水性能的分析,结果表明:在3 305 cm-1为O—H伸缩振动带,1 646 cm-1为羧基中—C O的伸缩振动带,1 593 cm-1为NH弯曲和C—N伸缩振动的偶合,1 111 cm-1为侧链脂肪醚C—O—C的非对称伸缩振动,2 876 cm-1为γ-PGA主链上—CH2的C—H键的对称伸缩振动;3.628处出现了聚乙醇缩水甘油醚上的H的化学位移,说明聚乙二醇缩水甘油醚与聚谷氨酸已充分交联;聚谷氨酸高吸水树脂具有良好的热稳定性及吸水性能。     

有机/无机复合高吸水树脂的制备及性能

以玉米淀粉、羧甲基淀粉钠和丙烯酸为主要原料,同时加入活性高岭土,采用水溶液共聚法制备了复合高吸水树脂。考察了接枝共聚过程的影响因素,确定了合成树脂的最优工艺条件,合成的树脂吸水倍率为1195.4 g·g^-1,吸盐水(质量分数为0.9%的氯化钠溶液)倍率为90.1 g·g^-1。借助于傅里叶红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)及热重-差热分析(TG-DTA)技术对合成树脂进行了性能和结构表征,并考察了样品的热稳定性。结果表明,高吸水树脂在100℃下具有良好的热稳定性,所制备样品具有商业化前景。     

复合交联剂对高吸水树脂性能的影响

研究了交联剂的结构、含量、复合及加入方式对丙烯酸高吸水树脂的吸水性、凝胶强度和可溶率的影响。结果表明,两种交联剂的复合搭配比使用单一交联剂更能有效地提高高吸水树脂的综合性能;两种交联剂的加入顺序对产品综合性能有明显影响。采用长链PEG改性的丙烯酸酯交联剂A和短链烷基醛类交联剂B复合搭配(两者用量占总量的0．17％)得到了综合性能良好的高吸水树脂。其饱和吸水率和0．9％NaCl水溶液的饱和吸液率分别为988g／g和119g／g;在4min内的吸水率和0．9％NaCl水溶液的吸液率分别为330g／g和79g／g;凝胶强度为497g／cm^2及可溶率为0．9％。     

微波辐射制备有机-无机复合高吸水树脂研究进展

综述了微波辐射条件下膨润土型、蒙脱土型、凹凸棒土型、海泡石型、沸石型、杭锦土型等复合型高吸水树脂制备的研究进展,关注了乙烯基单体聚合过程对矿物黏土结构造成的影响。分析了微波辐射条件下制备有机-无机复合高吸水树脂研究的发展趋势,即微波来源正规化,矿物类型多样化,通过多元复合来提高吸水树脂的综合性能等。     

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂的性能测试

研究了溶液pH、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸) (VMT/P(AMPS-co-AA)) 复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料pH、吸附时间、染料浓度等因素对复合高吸水树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸性能进行了研究。结果表明, VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、pH敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2027.8, 2171.8和883.2 mg/g。在pH=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。     

高吸水树脂的应用

高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料，由于它具有很强的吸水性和优良的保水性，在工业、农林、园艺及日常生活等方面具有广阔的应用前景。介绍了高吸水树脂的研究状况、吸水机理、制备方法及应用现状。     

聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂的制备及结构性能研究

以丙烯酸和高岭土为原料,采用水溶液聚合法制备了聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂,对其结构性能进行了研究。结果表明:当丙烯酸质量分数为20%,高岭土质量分数为10%,过硫酸钾质量分数为0.13%,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.2%,反应温度为80℃,反应时间为3 h时,所制的聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂表面形貌良好,高岭土分散均匀,吸水倍率为132 g/g,保水率为93.9%,凝胶形变量为2.3 mm;聚丙烯酸高吸水树脂的吸水倍率为121 g/g,保水率为82.5%,凝胶形变量为7.1 mm;高岭土的加入不仅提高了聚丙烯酸树脂的吸水倍率、吸水速率与保水率,且显著提高了聚丙烯酸树脂的凝胶强度。     

黏土矿物/聚合物复合高吸水材料研究进展

黏土矿物/聚合物复合高吸水材料是一种新型的功能高分子材料.由于其具有优良的吸水、保水、耐盐、缓释和吸附等性能,引起了学术界广泛关注.本文从近年来常用的黏土矿物:蒙脱石、凹凸棒石、高岭石、伊利石等的结构出发,重点介绍了上述黏土矿物的改性方法及与聚合物的复合手段,功能单体、天然高分子的选用及对产物性能的影响,并对其应用前景进行了展望.     

聚丙烯酸-腐植酸钠复合高吸水树脂的合成研究

该研究采用不除去丙烯酸中阻聚剂及不通氮气的工艺,以丙烯酸、腐植酸钠为原料,通过水溶液聚合法制备了聚丙烯酸-腐植酸钠复合高吸水树脂。研究结果表明:该复合高吸水树脂在丙烯酸的中和度为60%,腐植酸钠用量为1.0g,引发剂过硫酸钾用量为55mg,交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺用量为20mg时,吸蒸馏水量最大,为1200g/g。