作为新型功能性原料,高分子吸水性原材料是由日本国和英国共同研制开发而成的,其独特特点是具有极强的吸水性,并且与普通吸水纸和海棉不同,高分子吸水性原材料的基本原理比较特别,其吸水性优于普通吸水性原材料。鉴于此,本文就聚合物
吸水树脂的产生及应用作一探讨,以期对相关工作有所借鉴。
聚合物吸附树脂的特性。
普通的吸水性原料,如药棉、海棉等,大?的吸水性也仅自身重量的20倍上下,在吸水进行之后,可以依靠外部工作压力将水分进行挤压成型。但是大分子吸水树脂的结构与普通的大分子吸水原料不同,大分子吸水树脂是一种电解质溶液,其吸水能力较强,且聚合物的骨架呈现网状分布。
二是高吸水树脂吸水原理。
自然中,可以吸水的化学物质很多,根据吸水的性质不同,可以分为物理吸咐和有机化学吸咐,其中,物理吸咐主要是一些比较常见的吸咐原材料,如印纸、棉絮、海棉等,这种原材料的吸咐的基本原理是依靠毛细血管进行吸咐,这种原材料吸咐的实际效果不高,大面积的吸咐数量也只有其本身净重的几十倍,在高温充压的情况下,这种原材料的吸咐数量就会溢出。就有机化学吸水而言,是依靠离子键将水融在一起,由于材料的分子结构和水分子之间形成了某些离子键,因此,水分可以一致渗入到网状分子式中,这种吸水方式具有很强的韧性,而且在高温充压的自然环境中,很难促使水流失,因此,不仅吸水性高,还具有很好的保持水分的特性。
高吸水树脂制备工艺。
含淀粉食品
本阶段中,以木薯淀粉为原料进行高吸水树脂生成是较常见的一种生成方式,这种生成方式主要依赖于氧自由基引起的聚合,然后将丁二烯与木薯淀粉联接在一起。这一全过程的关键依赖于有机化学的诱发,对于某些特殊要求的生成,可以采用辐射诱发的方式。
甲基型纤维素类
因为甲基纤维素的来源非常广泛,所以很容易获得,而且价格也不贵,再加上其本身的性质在有机化学中的相对变化,因而受到很多生产者的青睐。随着科技进步的不断发展,甲基纤维素吸水性能的科学研究成为重要的课题研究内容,为中后期的广泛应用奠定了良好的基础。
高吸水树脂的制备及其吸水性能测定
实验之目地
掌握高吸水树脂的基本成分和主要用途;
第二,掌握反相漂浮聚合的原理,管理系统的组成及功效;第三,掌握反相漂浮聚合的加工工艺特性,以及高聚物高吸水性树脂的生成方式。
第二,实验的原则。
高吸水树脂是一种新型功能高分子材料
高吸水树脂往往具有强吸水性能,二者低化学交联的吸水三维空间网络结构密切相关。由于SAR分子结构链上存在大量亲水基团(如羧基、正离子等),当与水接触时就会产生水配合用的水分子,从而使网链扩张;此外,树脂内部的亲水离子浓度较高,导致网链内外产生渗透浓度,促使水分子渗入树脂内部;此外,男同官能团在网链上的相互抵触,也使得网链进一步扩张。这样树脂就可以消化吸收大量的水分,而且树脂具有立体式的化学连接链结构,使得树脂只能增溶,不可溶化。
SAR根据原料和生成方式的不同,可以分为三类,即高聚物合成系统、木薯淀粉合成系统和甲基纤维素合成系统,其中聚丙烯酸(盐)合成系统产量较大,应用较广泛。该实验选用亚克力经氢氧化钠溶液等强酸化学物质处理后,将—COOH转变为—COONa,然后用少量N,N-亚甲基双丙烯酰胺共聚物,生成下列反应方程式:适当化学交联的网状构型聚合物:
在聚丙烯酸钠吸水性树脂吸水之前,聚合物链彼此盘绕,彼此化学交联形成多孔结构。它的高聚物链上有强吸水官能团—COONa,它在水中弱电解质,因为—COO-官能团吸水分子的作用和吸水官能团之间静电感应抵抗作用能使弯曲的分子结构弯曲,分子结构之间的距离扩大,水分子很容易进入分子结构链间,使其体积上升。此外,COONa弱电解质形成后,聚合物网络内外离子浓度不同,导致渗透浓度发生变化。水分子经渗透浓缩作用渗透到网状网中,进一步增大网状网的体积,提高了聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水率和保水性。
一般而言,漂浮汇流是选用水中作为助悬剂,在进行搅拌和分散的双向作用下,将单个分散成细小颗粒进行汇流。丙烯酸为水溶性单一产品,以水为骨料得到的产品不易破碎成小块,而反浮聚合法生产的产品为粉末状,因此选择反浮聚合法生产聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
仪器设备及试验用试剂。
一、仪器设备。
恒温热水浴一套。
电混合器一套。
凝结管1根。
温度(0~100℃)计1只。
一只滴漏漏斗。
三口烧瓶(250ML)。
计量筒(100毫升)1个。
电子分析秤1个。
蒸发器一台。
计量杯(100毫升)。
二、试验试剂。
压克力(AA)20g
五十米L/20%NaOH溶液。
正己烷60.0
硫酸钾过多0.20。
span-601.0g
第四,实验步骤。
一、称量20.0g亚克力放入100mL量杯内,然后将量杯放入冷水中,缓慢加入50米L浓度20%的NaOH溶液,加入0.20g过硫酸钾,拌匀,待其融解后,移至滴漏斗内。
称取1.0gspan-60、0.040gN、N—亚甲基双丙烯酰胺和60.0g正己烷,然后将它们放入恒温浴槽内。
3.在三口烧瓶上用好搅拌器、冷凝管和漏斗,开始拌和并提温至70℃,得到乳白色液体,然后滴入水溶液,三十分钟左右上下滴完,投料结束后,1~2钟头处,得到白泥状物质,温度停止升高,将材料倒入蒸发皿中,在120℃的干燥箱中风干至恒重。
四、测量吸水能力。
(1)将布袋一块,浸湿在饮用水中,沥沥沥干,然后用滤纸吸干表层水分,称重,记录布袋的品质m0。
(2)称重风干、捣碎的吸水剂2.0g上下,放入布袋内,将布袋口扎牢。
将1000毫升的中量杯放入纯净水中,用带吸水剂的布袋装好水,静置0.5h,取出,控干水分。布袋内无水珠后,用过滤纸将布袋表层擦干,称重,记作m2。
(4)用上式测定的吸水树脂吸水率为:
其中:S型吸水性;
浸渍后的布袋质量/g,与吸水剂配合使用;
m0—浸渍后的空布袋品质/g;
吸水性树脂质量/g/g。