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超高吸水性聚丙烯酸鈉的制備

2016/12/25

超高吸水性聚丙烯酸鈉的制備

作者：黃美玉  吳如   蔣利人  衡淑云

    紙、棉和泡沫塑料等常用的吸水性材料，只能吸收期自身重量的的10-20倍水，近來(lái)出現(xiàn)吸水量達(dá)幾百倍的“超高級(jí)吸水性高分子（Super Absorbent Polymer）”。最早是將淀粉-丙烯腈按枝共聚物進(jìn)行水解得到。后來(lái)出現(xiàn)各種類型的超高吸水性高分子。大部分是將水溶性高分子，如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚乙烯吡咯烷酮等進(jìn)行輕微的交聯(lián)得到。超高吸水性高分子可作為紙尿布、衛(wèi)生材料、農(nóng)業(yè)和園藝的土壤保水劑、工業(yè)用脫水劑和增稠劑等，用途很廣，越來(lái)越受到人們的重視。

下面介紹超高吸水性聚丙烯酸的制備。

    二氧化硅為載體的聚-γ-巰丙基硅氧烷(Si-SH)的制備

    改進(jìn)了Allum等的方法，把產(chǎn)物含硫量提高大約10倍，將400ml四苯和20g煙霧狀二氧化硅加入裝備電動(dòng)攪拌器、滴液漏斗和迥流冷凝管的燒瓶 中。攪拌10min后加入20gγ-巰丙基三乙氧基硅烷，然后慢慢加入含6ml水和0.6ml 10%鹽酸的30ml乙醇溶液，并加熱迥流，這期間，反應(yīng)混合物逐漸從折色變成無(wú)色透明，4h后，將產(chǎn)物用水泵減壓，蒸出甲苯和乙醇。把固體產(chǎn)物在110℃烘箱干燥到恒重，得32.2g白色粉末。經(jīng)元素分析，含硫量為9.28 wt%.

超高吸水性聚丙烯酸鈉的制備

1．  加入交聯(lián)劑：在裝備迥流冷凝管和磁攪拌子的燒瓶中放進(jìn)丙烯酸1ml、Si-SH0.015g、8.58N NaOH水溶液1ml、四氯化碳0.5ml、對(duì)二乙烯基苯0.42mol%、正已烷4ml和吐溫80(0.075g),在氮?dú)獗Ｗo(hù)下62℃反應(yīng)6h，將所得聚合體減壓蒸發(fā)劑，然后磨碎成粉末。

2．  不加交聯(lián)劑：操作如上，將丙烯酸1ml、Si-SH0.015g、8.58N NaOH水溶液1ml、四氯化碳0.5ml和二氧六環(huán)1.5ml加入燒瓶中，在75℃水浴中反應(yīng)6h。

吸水量的測(cè)定：將得到的聚丙烯酸鈉粉末（20-40目）0.1gt 50ml水混合，溶脹30min后用混龍紗布過(guò)濾15min稱量，將所增加的重量(g)除0.1g作為吸水量。

結(jié)果和討論：

    對(duì)二乙烯基苯用量與聚丙烯酸鈉的吸水量如表1所示，可以看出對(duì)二乙烯苯為0.32-0.42mol%明，吸水高達(dá)437-477g/g。對(duì)二乙烯基苯的用量少量有一部分聚合體溶于水，多時(shí)交聯(lián)度大，溶脹度小吸水量低。

 

 

    氫氧化鈉溶液的量如圖表2所示，可以看出中和度在57.7-64.6%，吸水量較高，達(dá)到465-477g/g。關(guān)于丙烯酸在水溶液中的聚合其合速度與PH有關(guān)；如聚合速度太快，會(huì)生成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。因此，吸水量受到中和度的影響，結(jié)果見表2.

 

 

 

    關(guān)于二氧六環(huán)的作用，可能是在反應(yīng)體中加入可溶液水、丙烯酸和四氯化碳的二氧六環(huán)能夠加快丙烯酸的聚合并引起微量的交聯(lián)。Si-SH的用量對(duì)聚合體的吸水量的影響如表4所示。

用低分子硫醇，1-丙硫醇，代替高分子硫醇，Si-SH，在同樣條件下不能引發(fā)丙烯酸聚合。

綜上所述，制備超高吸水性高分子的一般方法是在制備水溶性高分子時(shí)加入少量交聯(lián)劑。(以上內(nèi)容僅代表個(gè)人觀點(diǎn)，)

文章來(lái)源：愛學(xué)術(shù)

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關(guān)鍵詞： 高分子  聚丙烯酸  水處理劑 工業(yè)水處理 吸水劑  高分子聚合物 

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