丙烯酸基高强度快速吸水树脂的紫外聚合及接枝改性研究

摘要

丙烯酸类高吸水树脂是高吸水树脂研究领域内研究最广泛的树脂之一，常用的合成方法为溶液聚合、悬浮聚合，这类高吸水树脂存在成本高，凝胶强度差，短时间内吸水速率不快等，合成操作复杂等缺点而且大多数文献报道侧重于提高树脂吸水量、耐盐性等性能。采用紫外聚合操作简单方便，而且纤维素来源广泛易降解，初期吸水速率快，将其应用到高吸水树脂的合成上可以降低成本，提高降解性，凝胶强度及吸水速率。
　　本论文分别研究了1）由单纯丙烯酸（AA）在紫外聚合作用下制备高强度、快速吸水树脂的合成条件；2）非均相纤维素(HeC)、均相纤维素(HOC)、甲基纤维素(MC)等三种不同纤维体系与丙烯酸在紫外聚合下的合成条件；3）马来酰化甲基纤维素(MA-g-MC)的改性条件及改性甲基纤维素与丙烯酸在紫外聚合作用下的合成条件。得到了PAA，PAA-g-HeC, PAA-g-HOC, PAA-g-MC, PAA-co-MC-g-MA五种高强度快速吸水树脂。
　　1.以丙烯酸为原料，采用紫外光引发制备 PAA快速吸水树脂的最佳实验条件是：丙烯酸的质量浓度为25％，辐照时间为45min，中和度为75%，引发剂用量为0.1%，交联剂用量为0.04%最佳实验条件下合成的高吸水树脂的吸去离子水的平均速率为78g/g.min，吸生理盐水（0.9% NaCl水溶液）的平均速率为15g/g.min；2000Pa下8d后仍能保持20%的水分，即使在8000Pa下4d后仍能保持20%的水分，既具有良好的凝胶强度；
　　2.采用紫外光引发制备 PAA-g-HeC树脂的最佳实验条件为：纤维素的质量浓度为14%，聚合时间为40min，中和度为70%，引发及用量为0.1%；PAA-g-HOC树脂的最佳实验条件是：纤维素溶液的质量浓度为10%，辐照时间为50min，引发剂用量为0.3%； PAA-g-MC的最佳实验条件为：甲基纤维素质量浓度为20%，聚合时间为50min，中和度为65%，引发剂用量为0.3%；所制备树脂PAA-g-MC在小于4000Pa压力下的吸水速率比国外产和国产两种尿不湿用树脂快， PAA-g-HeC, PAA-g-MC这两种树脂凝胶强度明显好，能将压在其上的负载悬浮数天，丙酮处理对所制备树脂吸水速率影响极大，处理前树脂在1min内的吸水速率都比不上国内外产尿不湿用树脂吸水速率，丙酮处理后三种树脂的吸水速率都比国外产尿不湿用树脂快，PAA-g-MC的吸水速率还比国产尿不湿用树脂快；
　　3. PAA-co-MC-g-MA最佳合成条件为：MA-g-MC用量为甲基纤维素的12%， MA-g-MC取代度为0.568，聚合时间为50min，引发剂用量为甲基纤维素的0.4%；最佳条件下合成的树脂在8000Pa压下在蒸馏水中的吸水速率达到8g/g.min,生理盐水中的吸水速率达到3g/g.min,压力在2000-8000Pa时，树脂相应的保水时间范围在7-3d。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 前言

1.1高吸水树脂概述

1.1.1高吸水树脂分类

1.1.2 高吸水树脂吸水机理

1.1.3 高吸水树脂的制备方法

1.1.4 高吸水树脂性能改善在国内外的研究进展

1.1.5高吸水树脂的应用

1.2 纤维素及其衍生物概述

1.2.1纤维素简介

1.2.2纤维素衍生物简介

1.2.3 纤维素在高吸水材料中的应用及研究进展

1.3研究意义、目的和研究内容

1.3.1研究意义

1.3.2研究目的

1.3.3研究内容

第二章 聚丙烯酸高强度快速吸水树脂的紫外引发制备及其性能

2.1 引言

2.2 试验部分

2.2.1原料及仪器设备

2.2.2 树脂的合成

2.2.3 树脂吸液性能及凝胶强度的测定

2.2.4树脂的结构表征及热稳定性测试

2.3 结果与讨论

2.3.1树脂合成的正交实验及其结果

2.3.2 高强度快速吸水树脂合成条件的确定

2.3.4 树脂的吸水速率及凝胶强度

2.3.5 树脂的表征及热稳定性

2.4 本章小结

第三章 丙烯酸接枝不同体系纤维素高强度快速吸水树脂的紫外引发制备及其性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1原料及仪器设备

3.2.2 聚丙烯酸接枝不同纤维素体系的合成

3.2.3 树脂吸液速率及凝胶强度测定

3.2.4 树脂结构表征及热稳定性分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 树脂合成的正交实验及其结果

3.3.2 树脂合成条件的确定

3.3.3 树脂性能的测定

3.3.4 树脂结构表征与热重分析

3.4 本章小结

第四章 马来酰化甲基纤维素接枝丙烯酸高强度快速吸水树脂的紫外引发制备及其性能

4.1引言

4.2 实验部分

4.2.1 主要原料及仪器

4.2.2 树脂的合成

4.2.3 树脂吸液速率及凝胶强度测定

4.2.4 树脂结构表征及热稳定性分析

4.3 结果与讨论

4.3.1甲基纤维素改性条件的确定及其结果

4.3.2 树脂合成条件的确定

4.3.3 树脂性能测定

4.3.4 树脂结构表征与热重分析

4.4本章小结

第五章 结论

参考文献

个人简介及硕士期间发表、整理论文情况

致谢

声明