聚丙烯酸钠高吸水性树脂的制备与吸水率的影响因素Word文档格式.docx
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双丙酮丙烯酰胺（DAAM,工业级,协和发酵工业株式会社;
丙三醇（PT,CP,杭州化学试剂有限公司;
聚乙烯基吡咯烷酮（PVP,药用级,上海其福青材料科技有限公司;
过硫酸钾（KPS,AR,上海振欣试剂厂;
N,N-亚甲基丙烯酰胺（MBA,AR,上海邦成化工有限公司。
1.2合成
称取15g的氢氧化钠,溶于70g蒸馏水配成溶液。
称取化学计量的AA,加入装有搅拌器的圆底烧瓶中,约450rpm搅拌,冷水浴条件下同时滴加NaOH溶液,得丙烯酸钠溶液。
用NaOH调节pH值至8.0左右。
取一半丙烯酸钠溶液,30gPT和一定量的AM及DAAM,加入四口烧瓶中,通N2,水浴加热至70℃,滴加KPS水溶液,反应1.5h。
称上述同样量的AM、DAAM及一定量的PVP和MBA,溶解到另一半丙烯酸钠溶液中,倒入漏斗;
将引发剂溶液倒入另一漏斗,在1.5h内将它们滴加到烧瓶中,滴完后反应0.5h,再加入少量的引发剂水溶液,并升温至80℃,反应1.0h,降温,出料。
1.3性能测试
第27卷第2期2009年6月胶体与聚合物
聚丙烯酸钠高吸水性树脂的制备
与吸水率的影响因素
胡国文1童向阳2
（1咸宁学院化学与生命科学学院湖北咸宁437000;
2花苗中学湖南岳阳
414119
摘要水溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠强吸水树脂。
研究了单体浓度、反应温度及交联剂用量、引发剂用量对树脂吸水率的影响。
测试了常温和40℃时树脂的保水率和保尿率。
结果表明:
单体浓度为17%、引发剂用量为0.10%、交联剂用量为0.21%,反应温度为70~75℃时树脂的吸水率最大,最大吸水率达到树脂本身的约620倍,吸尿率达到630倍。
关键词高吸水性树脂;
聚丙烯酸钠;
溶胀动力学;
溶胀特性
树脂,并放入盛有去离子水的1000ml烧杯中,树
脂充分吸水溶胀后,取出悬挂并称凝胶质量,然
后按下式求饱和吸水倍率Q。
此法称为茶袋法[13]。
Q=（m2-m1/m1式中m1、m2分别为树脂吸水前后的质量。
w=（m3-m1/（m2-m1×
100%式中m1、m2、m3分别为吸水前、充分吸水后和失水一定时间后凝胶的质量。
2结果与讨论
2.1单体浓度对吸水率的影响
图1单体浓度对吸水率的影响
图1中C表示单体的质量百分比浓度。
由图
1可知,随着单体浓度的增加,吸水倍数增加,吸水倍数达到最大值后再增大单体浓度,吸水倍数反而下降。
单体浓度很低时,聚合反应速度慢,聚合物分子量小,交联度低,溶解度大,故吸水倍数低;
单体浓度过高时,聚合过程散热困难,引起爆聚,交联度大而吸水率小。
当单体浓度为17%左右时,吸水倍数最大。
2.2交联剂用量对吸水率的影响
以交联剂占丙烯酸的百分比为横坐标,以吸
水率为纵坐标作图,得图2,
由图2可看出,随着交联剂用量的增多,树脂的吸水率增大,交联剂用量约为0.21%时,吸水率达到最大,再增加交联剂的用量,吸水率反而减少。
这是由于交联剂用量小时,聚合物还未形成理想的三维网状结构,从而水溶性较大,吸水率低;
随着交联剂用量增加,网状结构的形成,水有了支撑点,吸水率增
加。
交联剂用量增加到一定值后,
吸水率达到最大;
再增加交联剂用量,网络结构的交联点增多,
结构致密,微孔变小,水进不了树脂内部,吸水率下降。
图2交联剂对吸水率的影响
2.3引发剂用量对吸水率的影响
图3是引发剂用量占单体用量的百分比对
吸水率所作的图。
由图3可知,
引发剂用量对吸图3引发剂用量对吸水率的影响
水率的影响与交联剂的影响有相同的趋势,即有
一最大值。
这是因为引发剂用量少时,
聚合物分子量大而交联度小,树脂有一定的可溶性,故吸水率小,随着引发剂用量增加,反应速度加快,分子量减少,交联度增大,可溶性下降,吸水率增加;
但当引发剂用量进一步加大,反应速度更快,形成致密的网络结构,吸水率又减小。
吸水率最大时的引发剂用量约为0.10%。
2.4反应温度对吸水率的影响
图4是在其它条件不变的情况下考察反应
图4反应温度对吸水率的影响
Q
T/℃
交联剂用量
/%
引发剂用量
C/wt%
第2期31
胡国文等:
温度对树脂吸水率的影响。
从图4可看出,反应温度在70~75℃时,树脂有较大的吸水率。
这是因为反应温度过低时,反应速度小,生成的树脂有较大的可溶性,吸水率低;
反应温度过高,则反应速度太快,使树脂形成致密的网络结构,吸水率也小。
2.5树脂的保水性能
用引发剂用量为0.10%,单体浓度为17%,交联剂用量为0.20%,反应温度为70℃时所得的树脂测定其保水性,如图5和图6所示。
由图5和图6可知,随着时间的延长,树脂的保水率下降。
实验表明,常温常压下6天后树脂仍有一定的保水性。
在40℃下,6h后树脂的保水率有89.0%,而空白试验仅77.0%,说明树脂有较好的保水性。
图5常温常压下树脂的保水性能
图640℃时树脂的保水、保尿率和空白样的对比图
2.6吸水性树脂的吸尿率和保尿率的测试以反应温度为70~75℃,单体浓度为17%,引
发剂和交联剂用量分别为0.10%和0.21%的条件下得到的树脂为实验对象,对其在常温常压下进行吸尿倍率和40℃条件保尿率的测试。
实验得出树脂的吸尿率约为630倍,比吸水率稍高。
保尿率（见图6也比相应条件下的保水率稍高,这是因为尿液中含有钠离子,增加了对水的吸收。
3结论
通过溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠高吸水
性树脂。
当单体浓度为17%、引发剂用量为
0.10%、交联剂用量为0.21%,反应温度为70~75℃时树脂的吸水率较大。
最大吸水率达到620倍,吸尿率达到630倍。
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20
（下转第43页
t/d
W
t/h
32胶体与聚合物第27卷
Preparationandswellingpropertiesofsodium
polyacrylatesuper-absorbentresin
HuGuowen1TongXiangyang2
（DeparmentofChemistryandLifeScienceXianningCollegeHubeiXianning437000
AbstractAsuperwaterabsorbableresin,sodiumpolyacrylatewassynthesizedbysolutionpolymerization.Someinfluentialfactorssuchasmonomerconcentration,reactingtemperatureandamountsofcrosslinkingagentandinitiator,wereinvestigatedandtheswellingdynamicwasstudied.Theratioofremainingwaterandurineatnormaltemperatureand40℃wastested.Theexperimentalresultsindicatesthatthewaterabsorptionarethehighestwhenthereactingtemperatureis70~75℃andmonomerconcentration,contentsofcrosslinkingagentandinitiatorisabout17%,0.21%and0.10%,respectively.Thehighestwaterabsorptionandurineabsorptionare620and630timesasitself.
KeywordsSuperwaterabsorbableresin;
Sodiumpolyacrylate;
Swellingdynamics;
Swellingproperties
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Researchprogressofpolymercompositebiomaterials
YangChunrong
（DepartmentofMaterialsScienceandEngineeringFujianUniversityofTechnologyFuzhou350108
AbstractThispapersummarizedtheresearchprogressofalltypesofpolymercompositebiomaterialsforbonerepairinrecentyears.Intheimprovementofmechanicalpropertiesandtheadjustable-rateofdegradation,thecomplexpolymerbiomedicalmaterialsshowthesuperiorityoftheintegrateduseofperformancecomparedwithasinglecomponentofthematerialinthefieldofbiomedicalapplications.Thispaperproposedjoininginorganicnanoparticlessimilartoapatiteceramicsofhumanbonewithpolymerbiomaterialswithsuperiorbonedegradationperformancecouldobtainanewtypeofbonebiomaterialswithsuperiorbonerepairperformance.
KeywordsPolymerbiomaterials;
Composite;
Bonerepairment;
Nanoparticle;
Biomimetic
（上接第32页
第2期43
杨春蓉:
高分子复合生物材料的研究进展
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