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巨细，，，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，，，聚合物分子量小，，，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，，，聚合物分子量小，，，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∈，，，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，，，聚合物分子量小，，，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、分子量的巨细，，，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小，，，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，，，分子量变小，，，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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