罗金玉 陈雪 宋钰（辽宁石化职业手艺学院）
摘要：本论文接纳反相悬浮聚正当合成高吸水性树脂。。。 。先将纤维素糊化，，，，将丙烯酸用氢氧化钠部分中和后加入到糊化后的纤维素中，，，，再加入环己烷、Span-60，，，，用水溶性的过硫酸铵做引发剂，，，，在肯定的反映温度和时间下，，，，获得纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂。。。 。并探讨了原质料配比、反映条件等对吸水率的影响。。。 。
要害词：高吸水性树脂；；；纤维素；；；丙烯酸；；；接枝共聚纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂，，，，主要以纤维素为骨架，，，，通过和丙烯酸接枝共聚形成，，，，纤维素泉源富厚，，，，价钱低廉，，，，并且可以自觉降解，，，，无毒，，，，适合做高吸水性子料。。。 。
1、实验部分
1.1主要原质料
纤维素（干燥后使用），，，，丙烯酸（剖析纯），，，，氢氧化钠（剖析纯），，，，环己烷（剖析纯），，，，过硫酸铵（剖析纯），，，，Span-60（化学纯），，，，吐温-40（化学纯），，，，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（剖析纯）。。。 。
1.2制备要领
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中加入纤维素和50g水加热至50℃左右，，，，举行搅拌糊化，，，，糊化30min，，，，降温，，，，用一小烧杯称取丙烯酸，，，，然后用浓度为7.5mol/l的氢氧化钠溶液中和至设定中和度，，，，用另一烧杯称取环己烷，，，，加入司班溶化，，，，将溶化后的司班，，，，环己烷，，，，丙烯酸钠，，，，聚乙烯醇，，，，交联剂，，，，引发剂加入到四口瓶，，，，搅拌升温至64℃，，，，反映3h，，，，将反映产品冷却、洗濯、抽滤、真空干燥后，，，，举行性能的测定。。。 。
1.3性能测定
1.3.1吸水率的测定
吸水率是指一克吸水剂所罗致去离子水的量。。。 。
Q=(m2—m1)/m1
式中：Q——吸水倍率(g/g)；；；
m1——树脂未吸水的质量(g)；；；
m2——树脂充分吸水后的质量(g)。。。 。
1.3.2保水率的测定
称取肯定量充分吸水的树脂凝胶，，，，放入恒温烘箱中，，，，测定差别时间内树脂凝胶的质量。。。 。
B=(m1/m2)×100%
式中：B——树脂的保水率(%)；；；
m1——准时脱水后的树脂凝胶质量(g)；；；
m2——吸水饱和的树脂凝胶质量(g)。。。 。
2、效果和探讨
2.1糊化温度对吸水率的影响
糊化温度主要影响糊化效率，，，，纤维素的活性，，，，进而影响聚合物分子量的大�。。。 。�，，，影响吸水效率。。。 。
由图1可知，，，，纤维素的佳糊化温度为50℃，，，，此时吸水率大（为687g/g）。。。 。这是由于糊化温度低时，，，，纤维素的活化效果不佳，，，，接枝共聚反映不易爆发，，，，聚合物分子量�。。。 。�，，，故吸水率较低。。。 。而糊化温度过高，，，，纤维素结构会遭到破损，，，，吸水率降低。。。 。
2.2糊化时间对吸水率的影响
糊化时间对吸水率的影响如图2所示。。。 。
由图2可以看出糊化时间为30min时吸水率大。。。 。这是由于糊化时间短时，，，，糊化效果不完全，，，，纤维素的活性低，，，，接枝共聚反映不易爆发，，，，故吸水率较低；；；糊化时间过长，，，，简朴爆发副反映，，，，破损纤维素结构，，，，吸水率也会降低。。。 。
2.3丙烯酸的用量对吸水率的影响
纤维素用量牢靠为10g，，，，改变丙烯酸的用量来考察其对吸水率的影响。。。 。
由图3可知，，，，丙烯酸的用量为90g，，，，即纤维素和丙烯酸的质量比为1/9时，，，，吸水率较大，，，，这是由于丙烯酸用量较小时，，，，接枝率较低，，，，亲水基团较少，，，，吸水率较低。。。 。丙烯酸用量过多时，，，，均聚物增添，，，，爆发大宗反映热，，，，不易实时散失，，，，简朴爆发爆聚，，，，导致吸水率下降。。。 。
2.4环己烷的用量对吸水率的影响
环己烷作为疏散介质，，，，其用量（纤维素用量牢靠为10g，，，，丙烯酸用量牢靠为90g）主要影响反映的散热情形、聚合物分子量的巨细及生产效率和后干燥处理。。。 。
由图4可知，，，，环己烷的用量为180g时，，，，即纤维素和环己烷的质量比为1/18时，，，，吸水率较大，，，，这是由于在聚合中，，，，环己烷的用量过大时，，，，聚合反映速率慢，，，，聚合物分子量�。。。 。�，，，甚至溶于水，，，，故吸水率较低。。。 。并且由于环己烷的用量大，，，，生产效率低，，，，同时也给后面的干燥工序增添肩负。。。 �；；；芳和榈挠昧啃∈保�，，，由于聚合历程中散热难题，，，，爆发副交联，，，，而使吸水率降低。。。 。
2.5Span-60的用量对吸水率的影响
Span-60作为疏散剂，，，，它的用量主要影响疏散效果的优劣，，，，进而影响产品的形状及散热情形等，，，，牢靠其他反映条件稳固，，，，考察疏散剂对产品吸水率的影响。。。 。
由图5可知，，，，Span-60的用量为3g时，，，，，，，，吸水率较大，，，，这是由于在聚合中，，，，Span-60的用量少的时间，，，，疏散效果欠好，，，，聚合历程中泛起结块征象，，，，散热难题，，，，导致吸水率较低；；；而Span-60的用量过多，，，，生产效率低，，，，聚合反映速率慢，，，，聚合物分子量�。。。 。�，，，吸水率也会降低。。。 。
2.6引发剂用量对吸水率的影响
引发剂的用量不但影响反映速率、转化率、分子量的大�。。。 。�，，，并且会影响到反映是否会爆发爆聚，，，，牢靠其他条件稳固，，，，改变引发剂用量考察其对吸水率的影响。。。 。
由图6可知，，，，引发剂用量为0.2g时，，，，吸水率较量大，，，，此值为引发剂用量的佳值。。。 。这是由于引发剂用量较小时，，，，反映活性中心少，，，，反映速率慢，，，，甚至不反映，，，，导致转化率及交联匀称度低，，，，故吸水率也低。。。 。并且由于引发剂少，，，，引发反映难题，，，，诱导期相对较长，，，，造成反映积贮到肯定水平突然快速反映，，，，爆发爆聚。。。 。引发剂用量太多时，，，，反映活性中心多，，，，反映速率快，，，，反映转化率也较高，，，，但引发剂用量过多会增添大分子自由基终止的时机，，，，使分子量下降，，，，链端数目增添，，，，甚至会泛起水溶性，，，，从而使吸水剂的吸水率降低。。。 。由于反映速率快，，，，爆发大宗反映热，，，，不易实时散失，，，，简朴导致反映爆发爆聚。。。 。
2.7交联剂用量对吸水率的影响
其他反映条件稳固，，，，考察交联剂用量对吸水率的影响如图7所示。。。 。
由图7可以看出交联剂的佳用量为0.01g，，，，此时吸水率大。。。 。这是由于树脂是三维站体网络结构，，，，当交联剂用量太少时，，，，聚合物未能形成网络结构，，，，宏观上体现为水溶性。。。 。随着交联剂用量的增添，，，，分子链网络逐渐形成，，，，故吸水率逐渐上升。。。 。形成三维网络结构时，，，，吸水率抵达大值。。。 。随着交联剂用量的进一步增添，，，，聚合物网络结构中的交联点增多，，，，交联点之间的网链变短，，，，网络结构中的微孔变小。。。 。故吸水率逐渐下降。。。 。
2.8中和度对吸水率的影响
从吸水机理可知，，，，亲水基团是高吸水性树脂能够完成吸水历程的原动力。。。 。丙烯酸的中和度直接影响到树脂分子链上的亲水基团的数目几多，，，，从而影响到聚合物的吸水能力。。。 。
由图8可知，，，，佳中和度为60%，，，，此时吸水率大。。。 。这是由于中和度低时，，，，该液酸性大，，，，聚合速率快，，，，易引起爆聚，，，，爆发酸酐副交联且聚合物分子链上的—COOH基电离水平低，，，，分子链及网络在吸水时呈缩短状态，，，，爆发渗透压和亲和力均�。。。 。�，，，故吸水率小。。。 。随着中和度的增添，，，，分子链上电离的—COO—基增添，，，，由于—COO—基的倾轧作用，，，，分子链伸直，，，，网络膨胀，，，，同时爆发的亲和力增强，，，，渗透压增大，，，，因而吸水率增添。。。 。中和度过高时，，，，网络结构上的离子浓度较大，，，，水分子和离子之间的氢键既多又强，，，，由于氢键具有偏向性，，，，用氢键连系的水分子在空间上有肯定的取向，，，，相邻的氢键相互滋扰倾轧，，，，别的，，，，相邻的带电羧基基团亦相互倾轧，，，，限制分子链的自由休闲，，，，使聚合物的微孔不可充分验展其贮水能力，，，，故聚合物的吸水率较低。。。 。
2.9反映温度对吸水率的影响
反映温度主要影响聚合反映速率，，，，同时也影响聚合物的分子量和反映是否泛起爆聚。。。 。
由图9可以看出佳反映温度为64℃，，，，此时吸水率大。。。 。这是由于反映温度低时，，，，反映速率慢，，，，反映所需的时间长，，，，生产效率低，，，，并且由于温度低，，，，引发剂剖析速率慢，，，，引发诱导期时间长，，，，反映积贮到肯定阶段会突然爆聚，，，，故吸水率较低；；；反映温度升高，，，，系统粘度下降，，，，单体易于疏散，，，，并且有利于引发剂的剖析，，，，单体转化率高，，，，吸水率增添；；；但温度过高聚合物分子量小且漫衍不匀称，，，，导致吸水率降低；；；温度过高，，，，系统热难以散去，，，，造成局部产品自交联，，，，降低吸水率；；；温度过高，，，，引发剂剖析速率快，，，，反映速率较快，，，，生产的反映热散失难题，，，，简朴爆发爆聚。。。 。
2.10反映时间对吸水率的影响
其它条件稳固，，，，考察反映时间对吸水率的影响。。。 。
由图10可以看出，，，，随着反映时间的增添吸水率逐渐增添，，，，抵达3h，，，，吸水率抵达高值，，，，再延伸反映时间吸水率有所下降，，，，切合自由基反映纪律。。。 。反映最先时延伸反映时间可以增添聚合水平。。。 。反映到3h后，，，，反映趋于平衡，，，，抵达稳态聚合阶段，，，，天生速率和消逝速率相等，，，，组成了动态平衡，，，，即不受反映时间是非的影响，，，，但反映时间过长，，，，会造成树脂降解，，，，分子量变�。。。 。�，，，降低吸水率。。。 。
2.11差别温度下保水率和时间的关系
由表1可以看出，，，，纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂的保水性较好，，，，纵然在80℃经4h仍能坚持70%的水分。。。 。统一时间里，，，，40℃、60℃、80℃的保水率
呈递减趋势。。。 。
2.12差别的疏散剂对产品性能的影响
实验觉察，，，，吐温-40由于亲水性太强，，，，易爆发粘槽，，，，得不到粒状产品；；；Span-60
疏散效果较好，，，，能获得松散粒状聚合物。。。 。
2.13树脂的接纳再使用
纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂在次吸水后高吸水率为687g/g。。。 。将吸过水的树脂用烘箱烘干，，，，再次吸水后其吸水率为594g/g。。。 。由此可以证实，，，，纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂可以接纳再使用。。。 。
3、结论
(1)纤维素接枝丙烯酸类高吸水性树脂是接纳反相悬浮聚正当，，，，以过硫酸铵为引发剂合成的高吸水性树脂。。。 。
(2)原质料佳配比（质量比）为：纤维素/丙烯酸=1/9，，，，纤维素/环己烷=1/18，，，，纤维素/Span-60=10/3，，，，纤维素/引发剂=1/0.02，，，，纤维素/交联剂=1/0.001，，，，纤维素的佳糊化温度为50℃，，，，佳糊化时间为30min，，，，佳中和度为60%；；；佳反映温度为64℃；；；佳反映时间为3h。。。 。在以上条件下合成的产品的吸水率为687g/g。。。 。
(3)产品的保水率较好，，，，在80℃，，，，4h的条件下仍能坚持70%的水份。。。 。
(4)本吸水质料吸水后可以再使用。。。 。
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