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淺談保水劑聚丙烯酸鈉樹脂的性能

2020-2-25|發布:杭州聚和生物科技有限公司|點擊數: 195| 網址:www.5336716.buzz

摘要:  淺談保水劑聚丙烯酸鈉樹脂的性能 曲東芳 聊城市環境監測中心 摘 要:高吸水性樹脂,又叫保水劑,自20世紀70年代在美國問世后,到目前雖然僅有二十年的發展歷史,但由于它具有獨特的高吸水性和保水性,在工農業、 ...
  淺談保水劑聚丙烯酸鈉樹脂的性能 曲東芳 聊城市環境監測中心 摘 要:高吸水性樹脂,又叫保水劑,自20世紀70年代在美國問世后,到目前雖然僅有二十年的發展歷史,但由于它具有獨特的高吸水性和保水性,在工農業、日常生活、醫療衛生等各個領域都有廣泛的用途,因此在國內外也得到了廣泛研究發展。 關鍵詞:高吸水性樹脂 聚丙烯酸鈉 合成
  一、前言 高吸水性樹脂是一種高分子量的、交聯的、柔性的分子鏈高聚物,它的制作是以丙烯酸為主要原料,丙烯酸在配制釜中先用氫氧化鈉溶液中和。配制好的溶液加入聚合模,再加入交聯劑及其他助劑,通氨氣,加入引發劑,攪拌均勻后,靜置聚合。聚合得到凝聚聚合體切割、烘干、粉碎過篩,得到粉末狀高吸水性樹脂,通過外加交聯劑使含強親水性基團的單體經過適度交聯反應,得到不溶不熔的低交聯度且具有高吸水性能的聚丙烯酸鈉(PNaAA)樹脂[1]。
  二、常見的合成高吸水樹脂方 法 高吸水性樹脂的合成主要是通過自由基聚合,其合成方法可分為本體聚合、乳液聚合、溶液聚合和反相懸浮聚合等四種。
  (一)本體聚合 本體聚合指在引發劑、光、熱或高能射線輻照的作用下,只有單體存在的聚合反應。大多數采用液相本體聚合。本體聚合的優點是產物純度高,可直接加工成型或擠出造粒,無需產物與介質分離及介質回收等后處理工藝操作,所用設備相對簡單。但是,本體聚合速度快,反應過程中釋放出大量聚合反應熱,約為55~95kJ/mol,必須及時排除。否則,會使聚合反應失去控制,輕則影響產物的性能及使用,重則會引起沖料及暴聚,造成牛產事故。因此,本體聚合在工業規模上的使用較少。
  (二)溶液聚合 溶液聚合指將單體及引發劑等物料溶解在適當溶劑中進行的聚合反應。與本體聚合相比,由于溶劑的稀釋作用,所以聚合體系粘度較低,物料混合與傳熱較易,不易出現凝膠反應,反應溫度 易于控制。但由于單體濃度低,聚合物分子量較低,溶劑占用容器空間,使設備的利用率及生產能力較低。這一方法在丙烯酸類聚合物助劑的生產中應用較多。
  (三)乳液聚合法乳液聚合指在機械攪拌下,難溶于水 的單休被乳化劑以乳液狀態分散程水介質的聚合法應。 此方法具有合成工藝簡單、產物分子量高、聚合溫度低、體系粘度小、傳熱、控溫容易等特點;但是此法在后處理中出現粉塵和廢液,容易污染環境,且反應時間長,生產成本高,雜質含量高,后處理工序繁雜。因此工業上很少成用。
  (四)反相懸浮聚合 反相懸浮聚合[2]也稱珠狀聚合,是指單體借助懸浮穩定劑的作用,以小液滴狀懸浮在有機溶劑中進行的聚合反應。反應后可以得到珠狀或粉末狀固體產品。該聚合方式的體系粘度低,散熱、控溫容易,聚合物的分子量高且分布穩定、雜質含量較低、后處理工藝簡單、兼有其它聚合方法的優點,在工業上得到廣泛應用。只是由于產物中會殘留少量懸浮劑,所以在生產透明及電絕緣性要求高的產品方面的應用受到限制。 在這四種聚合方式中,溶液聚合和反相懸浮聚合在生產中應用最廣[3],其中溶液聚合可用于各類吸水樹脂的合成,是較為傳統成熟的方法,國內外都對其進行了大量的研究,工業上也很受歡迎。
  三、影響合成的常見因素
  (一)交聯劑的影響 交聯劑用量對樹脂吸水率的影響交聯密度決定了立體網絡的分子鏈問網格空間的大小,直接影響樹脂的吸水能力,而交聯密度的大小取決于交聯劑的用量。交聯劑最佳用量為0.3%。此時吸水率最大。這是因為樹脂是三維立體網絡結構。當交聯劑用量太少時,聚合物未能形成網絡結構,宏觀上表現為水溶性。


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