反相悬浮法制备淀粉基高吸水性树脂的放大研究及工艺可行性分析

摘要

淀粉基高吸水性树脂是一种具有超强吸水、保水能力的功能高分子材料,与合成系吸水性树脂相比,具有可生物降解的优势。本文采用反相悬浮体系将木薯淀粉与丙烯酸、丙烯酰胺两种单体进行接枝共聚制备耐盐性高吸水性树脂,并将该工艺逐级放大。以放大实验数据为基础,进行中试放大生产,对影响反应稳定性和树脂吸液水平的因素作适当调整,得出最佳工艺条件,并对其进行可行性分析。具体研究内容与结果如下:
　　(1)以AA(丙烯酸)和AM(丙烯酰胺)两种物质为单体,对合成耐盐性高吸水性树脂工艺条件讨论得出:AA与AM质量比为4,AA的中和度为80％,引发剂KPS(过硫酸钾)为单体总量的5.4wt.%,交联剂MBA(N,N’-亚甲基双丙烯酰胺)为单体总量的0.028wt.%,环己烷与水的体积比为2:1,分散剂Span80与Tween80的质量比为3:1,分散剂总量占单体总量的8.8wt.%,聚合反应搅拌转速为220rpm时,树脂吸去离子水率1280g·g-1,吸0.9 wt.%NaCl溶液率88 g·g-1。
　　(2)依据逐级放大结果,进行中试放大生产,并调整交联剂用量为单体总量0.032wt.%,Tween80、Span80、PEG-4000(聚乙二醇-4000)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)四元复合分散剂的投料比例调整为1:4:12:10,搅拌转速调整在50~80 rpm时,反应体系稳定,树脂性能经检测达标,吸去离子水率1064g·g-1,吸0.9wt.%NaCl溶液率86 g·g-1。
　　(3)以中试数据及市场现状为参考,对反相悬浮法制备淀粉基高吸水性树脂工艺进行可行性分析,得出工艺路线及各项指标均符合可行性要求。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2高吸水性树脂的国内外发展状况

1.3高吸水性树脂的应用

1.4淀粉基高吸水性树脂

1.5工程放大简介

1.6课题研究内容与目标

第二章 反相悬浮法制备耐盐性高吸水性树脂

2.1 实验药品、试剂与仪器设备

2.2 实验方法

2.3 树脂吸液性测定方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第三章 实验室逐级放大及中试放大生产

3.1 放大方案

3.2 实验药品、试剂与仪器设备

3.3 结果与讨论

3.4 有机溶液的回收

3.5 制备二元接枝淀粉基高吸水树脂中试生产及工艺优化

3.6 小结

第四章 年产1000吨高吸水性树脂项目可行性分析

4.1 生产方法和工艺流程的确定

4.2工艺流程介绍

4.3 设计及投资设备依据

4.4 物料衡算

4.5 主要生产设备选型

4.6 成本估算

4.7 财务评价

4.8 环境评价

4.9 建设与生产安全

4.10 项目实施计划

4.11 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢