丙烯酸高吸水性樹脂的制備

/聚丙烯酸高吸水性樹脂的制備何琪琪摘要淀粉類高吸水性樹脂,由于其降解性好，對(duì)環(huán)境友好，成為吸水樹脂領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，并取得了較大的研究成果.高吸水性樹脂或水凝膠是一類重要的部分交聯(lián)聚合材料，它能夠吸收大量的液體，通常是水。高吸水性樹脂的制備方法多種多樣,商業(yè)上,高吸水性聚合物主要是以丙烯酸作為主要成分來生產(chǎn)的。本文是以過硫酸銨為引發(fā)劑,將淀粉與丙烯酸、丙烯酰胺在水溶液中接枝聚合制備高吸水性樹脂,通過考察單體與淀粉、交聯(lián)劑、引發(fā)劑的質(zhì)量比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等不同的影響因素，探尋制備高吸水性樹脂的最佳工藝條件與方法，從而得到吸水率高、吸水性強(qiáng)且能夠多次反復(fù)有效吸水的高吸水性樹脂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)單體與淀粉的質(zhì)量比為６—7,單體與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為3-3。5,引發(fā)劑占單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。5％，反應(yīng)時(shí)間２．5－3h,反應(yīng)溫度６0℃時(shí)，可以合成具有較好吸水性能的高吸水性樹脂，在自來水中吸水倍率可達(dá)６5—75ｇ/g關(guān)鍵詞:高吸水性樹脂；丙烯酸;丙烯酰胺；淀粉?目錄TOC\ｏ”１—3＂＼h\z\uＨＹPＥRLINK\l”＿Ｔoc２9５90７12６”摘要 ＰAGＥREF_Tｏc295907126\hIHYPERＬＩNK＼ｌ＂＿Ｔoc２95９07１27"Ａｂstract PAGＥRＥF_Toc2９590７127\hＩIHYPＥRＬＩNＫ\l＂＿Toc２959071２８”第１章引言?PAGERＥＦ＿Ｔoc29５907１２８\h１HＹＰERＬＩNK＼l”_Toc２95９０7１２９”1。1論文選題緣由?ＰAＧEREＦ_Toc29５９07１２９\h１HYＰＥＲLINK\l＂_Ｔoc295907130"１.２課題的研究背景 ＰAGERＥF_Tｏc29590７130\ｈ1HYPEＲＬINＫ\l”_Toc295907131"1。2.1國內(nèi)外研究進(jìn)展 PＡGEＲEF＿Toc29５90７131\h1HYPEＲLＩＮＫ\l＂_Ｔoc2959071３2"1.２.2高吸水性樹脂的應(yīng)用 PAＧEREＦ_Toc２959071３2＼ｈ２HYPＥＲＬINK\l”_Toc295９０7133＂1．2．3高吸水性樹脂的性能研究?ＰAGEREF_Toc2959071３3＼h4HYＰERLＩNK\l”_Toc295907１３4＂1．3?PAGEREF_Ｔoc２95９07134\ｈ5ＨYＰＥRLINK＼l＂_Toc29590７13５"1。4 ＰＡＧEREF_Toc29５9071３5\h６HYPERLINK＼l"_Tｏｃ2959０71３6"1．５今后產(chǎn)品研發(fā)的方向和展望?PAGEＲEF_Toc2９5９071３6\h7HYＰERＬINＫ＼l"_Toc295９07１39"第2章實(shí)驗(yàn)部分 PAGEREF＿Tｏc２9５9０7139\h9HYＰERLＩNＫ\l"_Tｏc29590７140"2。1實(shí)驗(yàn)試劑 PAGEREF＿Toc2９5907140＼ｈ９HYPEＲLINＫ＼ｌ"_Tｏｃ2９5９0７14１＂2.2實(shí)驗(yàn)儀器?ＰAGEREＦ＿Toｃ2959０7141\h9HYPＥRLIＮK\l”＿Toc29590７14２"2.３實(shí)驗(yàn)原理 ＰAGEREF_Ｔｏc２９５9０714２＼h9HＹPＥRLＩNＫ\l＂_Tｏc2９５9０7143＂2。4實(shí)驗(yàn)步驟?PＡGEＲEF＿Tｏc２959０７１43＼h10HYPEＲLINK\l＂_Tｏc295９０７１44"2．4。1丙烯酸中和?PAGERＥF_Toc2９59071４4\h1０HYPERLINK\l”_Tｏc２９5９０714５＂2。4．2淀粉糊化?PAＧＥREF＿Toc２959071４5\h10ＨYPEＲLINK2.4。3接枝共聚 PAGＥＲＥF_Toｃ295907１４6\ｈ10ＨYPERＬIＮK\l＂_Toc2959071４7＂2.４.4吸水能力測試 PＡGERＥF_Ｔoc２9５907１4７＼ｈ1０HYＰERLINK＼ｌ＂_Ｔｏc２95907１4８"2。4.5接枝特征參數(shù)的計(jì)算?PAGEＲEＦ_Toc2９59071４8\ｈ10ＨYＰERLINK\ｌ"_Toc29５907149"第3章 PAGＥREＦ_Toc2９５907149＼h１2ＨYPERLＩNK＼l"_Ｔoc２95907１50"3。1 ＰAＧEREF_Toｃ29590715０＼h12HYPERLINK＼l＂_Ｔoc2959０7151”3。２ PAＧＥREF_Toc2９5907１51\h1３ＨYＰERLINK\l"_Ｔoｃ29590715２"3.3?ＰAＧEREF_Toc2９５9０7１5２＼h14ＨYPＥRLINK\l”_Tｏc２９59０７1５3"3。4 PAＧEＲEF_Toｃ29590７153\h16ＨＹＰEＲＬINK\ｌ"_Toc295９07154"３.5?PＡGEREＦ＿Tｏc295907154\h17HＹPERＬINK第４章結(jié)論?PAGＥREF_Toc２9５907155\h１9HＹPＥRLIＮK＼ｌ"_Toc2９5907156”參考文獻(xiàn)?20HYPEＲLINＫ\ｌ”＿Toc2959０715７＂致謝?ＰAＧEREF_Toc２9590７１57\h21第1章引言1。1論文選題緣由淀粉原料來源廣，種類多，產(chǎn)量豐富，用途廣泛。近年來隨著淀粉科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)淀粉進(jìn)行二次加工，改變其性質(zhì)使其更適于應(yīng)用的要求，這種二次加工的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉，淀粉接枝共聚是淀粉改性的重要方法之一.高吸水性樹脂（SｕｐerAbｓorbentＰoｌymer,SＡP）是一種含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)，并具有一定交聯(lián)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物[１］。它不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，具有獨(dú)特的吸水和保水性能，同時(shí)具備高分子材料的優(yōu)點(diǎn),具有吸水容量大、速度快、保水能力強(qiáng)等卓越性能，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吸水材料如紙、棉、海綿等［2］。由于SAP的用途極為廣泛，受到各國高度重視，可見進(jìn)一步開發(fā)ＳAP仍然有很重大的意義.1。2課題的研究背景1。２．１國內(nèi)外研究進(jìn)展自從１958年Mｉｎo和Kaizｅrman發(fā)現(xiàn)鈰(Ⅳ）鹽引發(fā)烯類單體在淀粉上接枝以來，人們對(duì)這種具有獨(dú)特性能的變性淀粉進(jìn)行了廣泛的研究。1974年美國農(nóng)業(yè)部北方研究所的Ｇ。F．Fanta等人在前人合成淀粉接枝共聚物的基礎(chǔ)上，制得了淀粉接枝丙烯腈共聚物，引起了各國學(xué)者的濃厚興趣，此后淀粉接枝共聚物逐漸成為一個(gè)獨(dú)立、新興的科研領(lǐng)域。近幾十年各國學(xué)者對(duì)這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛而深入的研究,涉及的國家有美、英、法、德、前蘇聯(lián)、意、日、印度和中國等十幾個(gè)主要國家。8０年代初，淀粉接枝共聚在我國的研究才引起注意和重視.近年來，接枝共聚淀粉以其應(yīng)用范圍的廣闊性,引起了不少專家學(xué)者的注意.目前國內(nèi)研究淀粉接枝共聚的文獻(xiàn)報(bào)道和專利層出不窮[3]。進(jìn)入80年代，由于日木、歐美等國紙尿片的迅速普及，高吸水性樹脂的用量也迅猛增加,各生產(chǎn)公司因而競相采用不同的原料、不同的合成工藝進(jìn)行生產(chǎn),使高吸水性樹脂的品種除了早期的淀粉接枝聚丙烯腈類、淀粉接枝聚丙烯酸類外，還開發(fā)了纖維素類、聚丙烯酸鹽類、醋酸乙烯類等。合成方法從接枝共聚逐漸轉(zhuǎn)向多糖類的羧甲基化及親水性乙烯基單體的交聯(lián)聚合。到了90年代，高吸水性樹脂需求量繼續(xù)膨脹,平均年增長率高30％~40%,對(duì)其品種、合成途徑、性能及應(yīng)用領(lǐng)域等方面的研究日趨成熟。如在聚合實(shí)施方法上,采用了工藝較先進(jìn)的反相懸浮聚合代替水溶液聚合，反相懸浮聚合解決了水溶液聚合的傳熱、攪拌困難等問題,且反應(yīng)條件溫和,副反應(yīng)少。目前,交聯(lián)聚合吸水性樹脂大多采用這一工藝.我國高吸水性樹脂的研制工作起步較晚,1982年中科院化學(xué)研究所的黃美玉等在國內(nèi)最先合成了聚丙烯酸鹽類的高吸水性樹脂。1983年上海大學(xué)研制的淀粉-丙烯酸共聚物（ＳＤL－A-7０0，SDL—B—1000）等系列產(chǎn)品,通過了上海高教局鑒定.1987年北京纖維研究所、紡織科學(xué)研究院與山東省濟(jì)寧化肥廠聯(lián)合研制出聚丙烯酸類的高吸水性樹脂，并建起國內(nèi)第一套1０0t/a的生產(chǎn)裝置。我國先后有40多家單位從事過這方面的研究.從198８年開始有專利。但隨著我國改革開放的深入，人民生活水平的提高,高吸水性樹脂的需求市場潛力十分巨大.20世紀(jì)90年代至今，高吸水性樹脂的合成研究和應(yīng)用就更為廣泛,在吸水劑的性能改進(jìn)和提高、制備方法的簡化實(shí)用、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬上進(jìn)展很快。欣凱等人以過硫酸銨為引發(fā)劑，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，先將丙烯酸鈉、丙烯酰胺進(jìn)行預(yù)聚，再加入淀粉的二步聚合法制備超強(qiáng)吸水劑，所得產(chǎn)品對(duì)去離子水及０．9%食鹽水的吸水率最高分別為２８0０g/g和160g/g，吸水速度快，可用作農(nóng)用保水劑、土壤改良劑和增粘劑，更適用于生理衛(wèi)生用品和紙尿布。1.2。2高吸水性樹脂的應(yīng)用由于高吸水性樹脂良好的吸水能力和保水性,農(nóng)業(yè)上用作土壤保水劑。只要在土壤中混入0．1%的高吸水性樹脂,土壤的干濕程度會(huì)得到很好的調(diào)節(jié),使作物長勢旺盛，產(chǎn)量提高，節(jié)省勞力。當(dāng)水分過多時(shí)，樹脂會(huì)把多余的水分吸收掉，當(dāng)干涸時(shí)，又會(huì)把水分釋放出來，這在缺水地區(qū)尤為重要。用高吸水性樹脂直接包覆電纜或制成帶子包覆電纜,可以防止水對(duì)電纜的侵害,目前在電力電纜和通訊電纜方面正在擴(kuò)大應(yīng)用，尤其是在光纖電纜方面有廣闊的市場.在包裝方面,高吸水性樹脂可用于危險(xiǎn)品、高中級(jí)實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)品、花卉和植物等的包裝運(yùn)輸;也可用于食品類的包裝，例如用高吸水性樹脂作肉類食品的襯托墊片，可防止從袋中取出時(shí)有液體物流出.另外還可用干粒狀高吸水性樹脂吸附濺落或泄漏的油品以及酸等類腐蝕性物質(zhì),還可用于油類、樹脂添加劑、填料和溶劑脫水，以及吸收蓄冷劑、空氣過濾、防靜電密封等方面。作為土壤保水劑在農(nóng)、林業(yè)應(yīng)用很廣。添加少量的高吸水性樹脂的土壤，能提高某些豆類的發(fā)芽率和豆苗的抗旱能力[5]，并且使土壤的透氣性增加。由于高吸水性樹脂的親水性,具有防霧性、抗結(jié)露性能的薄膜,將有效保持鮮度[６］。利用高吸水性樹脂的高吸水性,可將其應(yīng)用于紙尿布、生理巾等衛(wèi)生用品。高吸水樹脂可作增稠劑用，添加0．5％可使水的粘度增加4000～100０0倍［7］。在工業(yè)上也應(yīng)用很廣。吸水性樹脂由于吸水能力強(qiáng),應(yīng)用于油田采油堵水［8]。高吸水性樹脂與橡膠、塑料共混可得親水膨脹性塑料、橡膠共混物,用作防滲漏和建筑封材等[9］。由于高吸水性樹脂只吸水，不吸油或有機(jī)溶劑，可用其除去油或有機(jī)溶劑中的水分,在工業(yè)上作脫水劑用。油井酸化飽和,添加少量的用乙醛交聯(lián)的丙烯酰胺-丙烯酸共聚物凝膠，可使酸液釋放程度降低，有利于地層的深部酸化，也可以用凝膠樹脂作為酸化液的轉(zhuǎn)向劑，使酸液進(jìn)入低滲透層,提高原油采收率.在水力壓裂和三次采油中作凝膠劑，還可作為廢鉆井液的固化劑等。高吸水性樹脂作為醫(yī)用材料也很矚目。SAR可用作能保持被測溶液的醫(yī)用檢驗(yàn)試片；含水量大而使用舒適的外用軟膏;能吸收滲出液并防止感染化膿的治傷繃帶;能吸收血液和分泌物又保持呼吸暢通的鼻腔用塞子等；還利用其藥劑保持性而作緩釋藥物的基體；也可作人工腎臟的過濾材料,以調(diào)節(jié)血液的水分；還可利用其成膜性，制成水氣透過性、細(xì)菌過濾性、藥物保持性均優(yōu)的人造皮膚；利用其形成的水膜有良好的潤滑作用,可用于胃鏡及作人工食道；最重要的是可以用于人工器官,現(xiàn)已有聚甲基丙烯酸羥乙酯交聯(lián)皂化后直接用作隱形眼鏡的本體材料；含有ＳＡR的人工腎臟具有良好的抗血栓性。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，各行各業(yè)都在突飛猛進(jìn)地發(fā)展，水是建設(shè)中須考慮的重要因素。在各項(xiàng)建設(shè)中節(jié)水保水、綜合治理水資源是當(dāng)務(wù)之急。研究開發(fā)超強(qiáng)吸水劑是加快建設(shè)、治理的重要措施之一。目前,高吸水性樹脂在建材工業(yè)中主要應(yīng)用于止水堵漏、防結(jié)露、調(diào)濕除濕、建材涂料、提高建筑工效等方面。另外，除以上幾個(gè)方面外,高吸水性樹脂在日用化工、石油工業(yè)、環(huán)保工業(yè)、纖維工業(yè)、電子工業(yè)等方面同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。高吸水性樹脂在日常生活中也得到很好的應(yīng)用.如食品保鮮劑、化妝品添加劑、香水緩釋劑、油田處理劑等方面高吸水性樹脂均發(fā)揮了巨大的作用。接枝淀粉還可用做建筑清潔劑［10］、皮革復(fù)鞣劑［11]和熱敏性材料[1２］。1.2．3高吸水性樹脂的性能研究高吸水樹脂的吸水率因其樹脂的種類、組成、分子量、交聯(lián)度及分子形態(tài)等不同而差異很大，即使相同樹脂，由于被吸收溶液的組成、濃度及pH值等的不同而顯著變化。（1）高吸水性樹脂的吸水率高吸水樹脂的基木用途是作為水溶液的吸收材料，因此,吸水率是衡量其性能是否優(yōu)越的最基木標(biāo)志。測定吸水率的方法很多,有篩網(wǎng)法、茶袋法、離心法等，結(jié)果會(huì)因測定方法不同而有所差異。一般采用篩網(wǎng)法和茶袋法，它們操作簡單，數(shù)據(jù)直觀,但篩網(wǎng)法在凝膠轉(zhuǎn)移過程中引入誤差較大，而茶袋法在樹脂與被吸溶液之間間隔了一層其他材料,容易在吸收過程中出現(xiàn)凝膠阻礙現(xiàn)象。（2）高吸水性樹脂的吸水速度高吸水性樹脂的吸水速度在樹脂的某些應(yīng)用場合顯得非常重要，例如樹脂作為衛(wèi)生用品材料,它的吸水速度就是衡量樹脂性能是否優(yōu)良的最重要的指標(biāo)之一，樹脂的吸水速度一般采用篩網(wǎng)法、茶袋法、攪拌停止法等來測定。高吸水性樹脂的吸水速度主要由其內(nèi)在結(jié)構(gòu)因素決定,另外還取決于它的表面結(jié)構(gòu)，樹脂顆粒越細(xì)，接觸表面越大,則吸水速度越快。但也不能過細(xì)，否則在水中容易形成像生面粉團(tuán)一樣的所謂“團(tuán)粒子”，反而使吸水速度降低.（３)高吸水性樹脂的保水性能保水能力指的是樹脂吸水后的膨脹體能保持其水溶液不離析的狀態(tài)的能力。天然纖維、海綿等吸水后,稍加壓力就會(huì)脫水。而高吸水性樹脂則不同，吸水后的樹脂，在脫水過程中逐漸在表面形成一層樹脂膜，這層膜抑制了水的蒸發(fā)速度，即使它在較高的壓力下失水較少。因此高吸水性樹脂具有較高的保水性能，此種性能對(duì)于干旱地區(qū)的農(nóng)林園藝的保水及沙漠的改造尤為適用。保水性能一般采用離心分離法、承壓吸水法等來測定。（4)高吸水性樹脂的強(qiáng)度高吸水性樹脂吸水后的凝膠需有一定的強(qiáng)度，以維持良好的保水性和加工性能。高吸水性樹脂凝膠強(qiáng)度的測試相對(duì)難度較大，K。Ａ。Brａndt等人通過振蕩應(yīng)力流變計(jì)測定樹脂凝膠粒的剪切模量以表征凝膠強(qiáng)度；而楊毓華等人則采用型材料實(shí)驗(yàn)機(jī)和電子天平測定凝膠的擠壓能來表征強(qiáng)度。以上2種是較為成熟的測試方法。（5）高吸水性樹脂水凝膠的粘性高吸水性樹脂在水中分散，則馬上吸水形成水凝膠,表觀粘度增加。樹脂水凝膠的流變行為符合假塑性流體的指數(shù)規(guī)律,也就是說，它的表觀粘度將隨著剪切速率的增加而降低。另外，溫度不同,凝膠的粘度也顯著不同，一般溫度升高，粘度降低。如果樹脂交聯(lián)程度太低，使部分樹脂溶于水形成溶膠,溶膠將影響樹脂的實(shí)際應(yīng)用.由于高吸水性樹脂這種特殊的流變性能，增稠性是其顯著特性,用很少量的樹脂就可以將溶液粘度大大提高。除了上述的幾種重要的性能之外，高吸水性樹脂還有穩(wěn)定性（包括熱、光穩(wěn)定性，貯存穩(wěn)定性等）吸氨性、擴(kuò)散性、安全性、相溶性等特殊性能等,對(duì)于不同用途的高吸水性樹脂，對(duì)其各性能的要求也各有側(cè)重.１．３課題研究的意義高吸水性樹脂由于其優(yōu)良的吸水性和保水性，應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)展，已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生材料、農(nóng)林、園藝、脫水劑、化學(xué)蓄冷劑、蓄熱劑、污泥固化劑、防露水用壁材、食品保鮮劑、水膨脹涂料和復(fù)合吸水材料等方面。因此，其生產(chǎn)能力迅速增加[１３]。目前,發(fā)達(dá)國家對(duì)高吸水性樹脂在衛(wèi)生用品方面的需求雖然日趨飽和，但在廣大發(fā)展中國家在這方面的需求卻日趨擴(kuò)大,各公司紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)，增加研究和開發(fā)力度,由于高吸水性樹脂的用途極為廣泛，受到各國高度重視，而且高吸水性樹脂的應(yīng)用十分廣泛,它的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有開發(fā)出來。我國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國,水資源十分匱乏,國土沙漠化日趨嚴(yán)重,化肥的利用率不足4０%，大量化肥流失而污染水源。高吸水性樹脂在節(jié)水抗旱保墑、治理沙漠、植樹造林、減少化肥流失提高化肥利用率等方面將發(fā)揮重要作用，僅在開發(fā)農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域中的應(yīng)用，高吸水性樹脂的需求量是巨大的，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也是十分可觀的［14］.1．4課題的研究方向淀粉能與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯[15]、丁二烯、苯乙烯［16]和其它多種人工合成高分子單體進(jìn)行接枝共聚,得到既具有淀粉性質(zhì)又有合成高分子特性的新型材料。目前大多數(shù)樹脂是用二元共聚法合成的，例如UＳ４1３4863、ＵS３９８110０、ＣＮ86104111中披露的方法是用丙烯腈作為丙烯基單體，其缺點(diǎn)是合成后的樹脂所含的-CＮ必須經(jīng)水解后轉(zhuǎn)化成親水基團(tuán)才具有吸水性，工藝復(fù)雜.又例如特公昭5４—37188、特公昭58—251６0提供的技術(shù)是用淀粉接枝丙烯酸，他們共同的特點(diǎn)是吸蒸餾水倍率高，但吸鹽水的倍率低，這是因?yàn)楸┧岬摹肙OＨ是離子性的，受電解質(zhì)的影響非常大。而US4921904、EＰ347２41描述的方法是用淀粉與丙烯酰胺的二元接枝共聚物,由于酰胺基是非離子性的，受電解質(zhì)影響較小，使得這類樹脂的吸鹽水率提高,但整體的吸蒸餾水的能力下降.農(nóng)業(yè)應(yīng)用的高吸水性聚合物產(chǎn)物的生產(chǎn)方法包括:提供接枝反應(yīng)物和淀粉;接枝聚合接枝反應(yīng)物到淀粉上以形成淀粉接枝共聚物；皂化淀粉接枝共聚物;沉淀皂化的淀粉接枝共聚物；將沉淀的淀粉接枝共聚物成粒以形成高吸水性聚合物產(chǎn)物的顆粒［17］。本文采用的是淀粉與丙烯酸、丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚，通過改變各種不同的影響因素來研究最佳的工藝條件，以獲得吸水性強(qiáng)、吸水率高的高吸水性樹脂.1。5今后產(chǎn)品研發(fā)的方向和展望1.5。１今后的研發(fā)方向淀粉類高吸水性樹脂，由于其降解性好，對(duì)環(huán)境友好,成為吸水樹脂領(lǐng)域的研究重點(diǎn),并取得了較大的研究成果。但將淀粉類高吸水性樹脂應(yīng)用于農(nóng)業(yè)還需降低成本和提高產(chǎn)品適應(yīng)各種土壤環(huán)境、水質(zhì)條件和重復(fù)吸水的能力,以及減少在應(yīng)用中的霉變。目前國內(nèi)外研制的各種高吸水性樹脂大都對(duì)去離子水或蒸餾水有較高的吸水率，吸鹽水率卻降到1/1０—1/50，并且吸水速率相對(duì)比較慢,這就造成在實(shí)際應(yīng)用中大打折扣.要解決以上難題可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。（1）選擇引發(fā)效率高、成本低的引發(fā)劑，增加淀粉用量。目前一種研究的新動(dòng)向是利用無機(jī)或有機(jī)復(fù)合材料和樹脂物理混合，或參與聚合反應(yīng)制備復(fù)合型高吸水性樹脂。(２)改進(jìn)生產(chǎn)工藝。如采用分項(xiàng)控制接枝交聯(lián)新技術(shù)，或采用增大吸水劑的比表面積和引入非離子性親水基團(tuán)的物質(zhì)等方法來提高其吸水速度和吸水速率;也可以將反應(yīng)的料液混合均勻后直接加入轉(zhuǎn)鼓反應(yīng)器，或采用不銹鋼盤,或表面涂有不粘涂層的盤子中在干燥箱中鼓風(fēng)反應(yīng),使反應(yīng)和干燥一步完成,簡化工藝,縮短反應(yīng)時(shí)間.（３）采用變性淀粉為原料，或采用不同的單體多元接枝共聚，從而使吸水劑的親水性基團(tuán)多樣化，如采用淀粉—丙烯酸—丙烯酸酯接枝共聚制取超強(qiáng)吸水劑；利用離子交換樹脂的去離子作用而采用的添加離子交換樹脂法以及無機(jī)凝膠復(fù)合法等來提高樹脂的吸水性能，擴(kuò)大其適用范圍。1。5。2今后產(chǎn)品研發(fā)的展望ＳAR是一種多品種、多功能的材料。目前已經(jīng)開發(fā)出淀粉接枝共聚物、聚乙烯醇-丙烯酸共聚物、異丁烯—順酐共聚物等系列產(chǎn)品。它們具有很多優(yōu)良的性能,如吸水性、防霧性、防帶電性、水膨潤性、耐熱性、耐候性、生物組織適應(yīng)性等,有著廣泛的應(yīng)用。然而高吸水性樹脂目前尚存在許多不足。其中最突出的是陰離子型的高吸水性樹脂耐鹽性比較差,吸水速度較低。而非離子型的高吸水性樹脂的吸水速度較快,耐鹽性也較好，但吸水能力比較低.另外，高吸水性樹脂雖然種類繁多，但普遍應(yīng)用的品種還比較少,價(jià)格比較高，理論和應(yīng)用研究均跟不上需要，合成和加工方法尚待更新開發(fā)?？梢灶A(yù)料,SAR今后必將以其獨(dú)具的優(yōu)性能受到人們的日益青睞。人們將不斷努力解決其聚合反應(yīng)工藝技術(shù)上的困難，并努力開發(fā)其潛在的用途，降低造價(jià),改善其抗鹽性，使SAR得到飛速發(fā)展。?第2章實(shí)驗(yàn)部分２．1實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)藥品有，可溶性淀粉(玉米）:化學(xué)純，浙江菱湖化工試劑廠;丙烯酸：分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠;丙烯酰胺：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；過硫酸銨:分析純，沈陽市遠(yuǎn)東試劑廠；氫氧化鈉：分析純，沈陽市遠(yuǎn)東試劑廠;無水乙醇：分析純,遼寧新興試劑有限公司；甲醇：分析純，沈陽市新化試劑廠.２.２實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器有,ＤF—1０１Ｂ集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；燒杯；ＪP-1000型托盤藥物天平;電子天平；量筒；溫度計(jì)；酸式滴管；烘干箱等.2.3實(shí)驗(yàn)原理本文采用水溶液自由基接枝共聚的方法,利用氧化型引發(fā)劑，使淀粉分子上的叔碳上的Ｈ被奪走而產(chǎn)生自由基,然后引發(fā)單體，形成淀粉—單體自由基，繼續(xù)與單體進(jìn)行鏈增長聚合，最后發(fā)生鏈終止。鏈與鏈之間通過交聯(lián)劑丙烯酰胺交聯(lián)，使整個(gè)聚合物成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)式如圖2—1所示。圖2—１制得SＡＰ簡單原理圖２.4實(shí)驗(yàn)步驟2．4.1丙烯酸中和預(yù)先配制質(zhì)量濃度為25％的氫氧化鈉水溶液，待用.量取定量的丙烯酸倒入燒杯中，然后逐漸滴加氫氧化鈉溶液,直至丙烯酸溶液的pＨ為６。５(中和度為80％—8５%)整個(gè)過程需在冷水浴中進(jìn)行，且需要不斷地?cái)嚢?，以控制反?yīng)放熱速度和中和溶液的溫度,溫度以不超過45℃為宜。2．４.2淀粉糊化稱取定量的淀粉放入燒杯中，加入定量的去離子水?dāng)嚢杌旌铣蓱腋∫?控制水浴溫度為8０~90℃,攪拌糊化約15～３0ｍin，并攪拌冷卻至室溫。調(diào)節(jié)水浴溫度為５０2。４。3接枝共聚稱取定量的丙烯酰胺加入到中和液中,得到單體溶液，再將糊化淀粉加到配置的單體溶液中,攪拌20min后(滴）加入一定量的過硫酸銨水溶液,在溫度50～６0℃下反應(yīng)2～3h,將產(chǎn)物在90～9５℃下于烘箱干燥2.４．5接枝特征參數(shù)的計(jì)算接枝率：指去除均聚物的淀粉接枝共聚物中接枝高分子的質(zhì)量與參加反應(yīng)的淀粉的質(zhì)量的比值。接枝效率：接枝量占單體聚合總量的百分率稱為接枝效率。接枝效率越大，說明均聚物越少,接枝效果越好。在一定量的接枝共聚產(chǎn)物中加入乙醇,將析出的沉淀物在80℃下真空干燥至恒重,測出粗產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ｗ1，然后以甲醇為萃取劑，用萃取器萃取粗產(chǎn)物2４h，以除去粗產(chǎn)物中的均聚物聚丙烯酸,然后在８０℃下真空干燥至恒重,測出萃取后產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ｗ2(2-2)