一,实验的目地
1.了解高吸水树脂的基础功效和主要用途;
2.掌握正相反悬浮聚合的原理,管理体系构成和功效;3。把握正相反悬浮聚合的加工工艺特性,把握聚合物类高吸水树脂的合成方式 。
第二,实验原理。
高吸水树脂(SAR)又被称为强力吸水材料,是一种新式作用纤维材料,具备优良的吸湿锁水特性,可迅速消化吸收是其自身重量不计其数倍,即便有充压都不渗漏,显著好于海棉,吸水海绵,药棉等传统式吸湿原材料,在农业园艺花卉中取得了普遍的运用,健康保健,环境保护,土建工程,石油化工等很多行业做为土壤调理剂,保湿剂,纸尿裤,姨妈巾,增粘剂,吸水剂,堵水等高吸水树脂往往有超吸水性,是由于它的低化学交联度,吸水性三维空间网络架构。与此同时,SAR分子结构链上出现很多吸水性官能团(比如羧基,羧基正离子等),当与水分子触碰时,与水分子产生水合,使网链扩大;因为环氧树脂内吸水性离子浓度过高,造成 网链內外产生渗透压力,促进水分子向环氧树脂内渗入;此外,网链上男同官能团互相抵触,也促使网链进一步扩张。这类环氧树脂可吸附大量的水份,且环氧树脂具备立体式网状结构构造,使环氧树脂只能增溶,不容易融解。
SAR按其原材料及合成方式 可分成合成聚合物系,木薯淀粉系,甲基纤维素系等3种种类,在其中以聚丙烯酸(盐)管理体系更为丰富多彩,运用极其普遍。用亚克力,氢氧化钠溶液等强酸化学物质解决,将—COOH转换为COONa,再与小量N,N-甲基双丙烯酰胺共聚合,产生适当化学交联的网状结构高分子材料聚合物。
丙烯酸钠吸水树脂在吸湿以前,生物大分子链相互之间看齐缠结,化学交联成多孔结构。该聚合物链上带有强吸湿基COONa,这主要是因为—COO-分子结构对水分子的粘附功效及其官能团中间静电感应抵触等功效,促使弯折分子结构屈伸起来,分子结构中间的间距提升,促使水分子更非常容易进到分子结构链间,使容积澎涨。此外,COONa产生离子化后,聚合物互联网內部和外界会造成离子浓度差别,进而在网络架构內外造成渗透浓度,水分子在渗透压力下向网络架构中渗入,促使聚丙烯酸钠吸水树脂具备高吸水能力和保水溶性。
一般状况下,悬浮聚合选用水做为助悬剂,在拌和和分散化的多重效果下,将单个分散化成细颗粒物。由于亚克力是水溶单个,自来水作聚合物质得物质成坨不易碎,而正相反悬浮法合成的物质呈粉状,因而选用正相反悬浮法制取聚丙烯酸钠高吸水树脂。
SAP是一种具备好几个吸水性官能团,交联密度小,不溶解于水,但遇水后澎涨时,具备室内空间网络架构。依据材质的由来可划分为天然高分子改性材料物质和合成高分子材料聚合物二种。关键科学研究木薯淀粉系SAP,化学纤维系SAP以及它纯天然化学物质以及化合物SAP。1961美国农业部北方研究所对木薯淀粉热聚合丙烯腈开展科学研究,发觉它的速即,保水溶性均高过之前的吸水能力。自打70时代至今,合成型SAP就快速进步起來,最先在日本,美,德,法,英等我国,次之是日本,德,法,英,合成管理体系SAP聚合加工工艺简易,吸水性高,锁水功能强,是SAP科学研究,开发设计的具体方位,是SAP发展趋势的主要方位。合成管理体系以聚丙烯酸酯为主导。
合成的SAP有很多种多样,关键有丙烯酸酯类,腈类,正丁酸类,丙烯酸乳液类,聚氧化乙烯类等。其合成基本原理为氧自由基引起聚合,常见的引发剂有过硫酸盐,氯丁二烯类,甲酰胺异二丁腈橡胶等,除此之外也有辐射源引起,如γ-放射线,紫外线,微波加热等,聚合时热聚合(加偶联剂)或辐照交联,物质具备均聚物,聚合物,热聚合共聚物等。聚合法主要是有本身法,水溶液法,正相反悬浮法,乳状液法等。
本产品没有有机溶剂,仅有生成物在引发剂功效下聚合,如CN116136A公布的吸水材料制取方式 ,为亚克力,氢氧化钠,氢氧化钠溶液,过磷酸二氢钠,在35~50℃情况下反映30~50分鐘。