壳聚糖基高吸水性树脂的微波辐射制备及其溶胀动力学

摘要

以壳聚糖(CS)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用微波辐射法,通过接枝聚合反应合成了CS-g-P(AM-co-AMPS)高吸水性树脂。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电镜分析了树脂的结构,推测了反应机理,并利用热重技术研究了树脂在氮气气氛中的热分解动力学。此外,还探讨了树脂在盐溶液中的吸液倍率并研究了树脂的溶胀动力学。结果显示:CS与AM、AMPS之间发生了接枝聚合反应,树脂形成较明显的网状结构,CS质量分数为10%时,树脂的吸水倍率为1332 g/g;树脂的吸液倍率随着无机盐溶液浓度和金属价态的增加而减少;根据Kissinger法求得树脂的热分解活化能为223.65 kJ/mol,指前因子为3.6×10^(17) s^(‒1),由Crane法求得其反应级数为2.14。树脂的溶胀过程满足准二级动力学模型,水溶液内扩散符合Non-Fickian扩散过程。