聚丙烯酰胺类超高吸水树脂的研究

摘要

高吸水性树脂是一种具有三维网络空间结构，低交联的强亲水性高分子化合物，是一种新型功能高分子材料。它含有强亲水性基团，与水接触后短时间内发生溶胀，且吸水以后形成既不溶于水也不溶于有机溶剂的凝胶，并且保水性强，即使在受热、加压条件下也不易失水。
　　目前合成类的高吸水树脂主要以丙烯酸类为主，由于丙烯酸为离子型单体，因此该类吸水树脂存在例如吸水速率慢、耐盐性差等缺点。近年来有不少关于丙烯酰胺与离子型单体共聚来增强吸水剂抗盐性的研究，这是由于丙烯酰胺作为一种非离子型单体,其聚合物对电解质有较强的抵抗能力。
　　本文用丙烯酸(AA)或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为单体，以N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸盐为引发剂，通过溶液聚合法，合成了高吸水性树脂聚（丙烯酸-丙烯酰胺）（P（AA-AM））和丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMA)共聚物，讨论了其在蒸馏水和NaCl水溶液中的吸液性能，采用正交实验法和单因素实验法，考察了单体配比、丙烯酸中和度、交联剂用量、反应温度、引发剂用量等条件对树脂吸水性能的影响。
　　结果表明，P（AA-AM）最佳合成工艺为：丙烯酰胺和丙烯酸的摩尔比为0.3～0.4之间,AA的中和度为70％,过硫酸钾和单体的质量比在0.2%～0.3%之间，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和单体的质量比在0.03%～0.05%之间,聚合温度为55～60℃，测得的吸水倍率为1170g.g-1。
　　采用红外光谱(IR)、热重分析法(TGA)、差示扫描量热法(DSC)对制得的高吸水性树脂进行了性能测试。

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Contents

1 绪论

1.1 引言

1.2 高吸水树脂的发展概况

1.3 高吸水树脂的结构与吸液机理

1.4 高吸水树脂分类

1.5 高吸水树脂的制备与表征

1.6 高吸水树脂的应用

1.7 课题的研究内容及意义

2 聚丙烯酸—丙烯酰胺P(AA-AM)吸水树脂的制备

2.1 引言

2.2 主要实验仪器

2.3 主要实验原料

2.4 实验部分

2.5 试验方法的设计

2.6 树脂的性能测试

3 P(AA-AM)树脂吸水倍率的主要影响因素研究

3.1 单体配比对树脂吸水率的影响

3.2 AA的中和度对树脂吸水率的影响

3.3 交联剂用量对树脂的吸水率的影响

3.4 聚合温度对树脂的吸水率的影响

3.5 引发剂用量对树脂吸水率的影响

4 P(AA-AM)树脂的性能测试与表征

4.1 吸液速率测定

4.2 保水能力测定

4.3 热稳定性测定

4.4 红外光谱分析（IR）

4.5 热重分析（TGA）

4.6 差示扫描量热法（DSC）

5 丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMA)的合成研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 结论

6 总结

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文