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辐射接枝纤维素高吸水性树脂的研究 林松柏 (华侨大学化工学院福建泉州362011) Absorbent 高吸水性树脂(super polymer，sAP)是一种很有前途的新型功能性高分子材 料，应用广泛，世界年产量逐年增加，到2000年将达到102万吨，尤其在卫生用品和农林园艺 的需求量更为突出m。目前世界sAP生产大多为聚丙烯钠，其次为淀粉类。而纤维索类由于 吸水倍率不如前两者，使得开发应用较少。但纤维素具有来源丰富，在自然界可以自行降解， 不易污染环境，无毒，成本低，吸水快等特点，作为生理卫生材料，已越来越受到人们的重 视“’。 高吸水性树脂的制备方法大多以化学合成法，而辐射制备方法的报导甚少”’。本文研究 纤维素与丙烯睛在‘．co—r射线辐照下进行接枝共聚反应，接枝物在碱性介质中进行皂化水 解而成为高吸水性树脂。皂化过程中用醇前后处理．得列细颗粒产品，并且提高了产物吸水速 率。我们考察了纤维素与单体配比和辐射剂量对接枝率的影响，讨论了纤维紊与单体配比，皂 化碱用量、皂化时间、辐射剂量对树脂吸水性能的影响I用红外光谱表征了接枝物和吸水树脂 特征结构基因的存在。同时探讨了第三单体的加入对接枝率和吸水率的影响。 1．红外光谱分析由图l可知，微晶纤维索(1)只有纤维寡的特征峰，未见其它特征吸 收峰。丙烯腈接枝物(I)出现一个cN特征吸收峰2245cm，证明丙烯腈接枝链的存在。皂 1407cm 1，以及一cOO的特征吸收峰1564cm，证明纤维紊的丙烯腈接校链已被皂化为聚 丙烯酰胺链和聚丙烯酸链。 2．原料配比及辐射剂量对接枝率影响 由图2可知，接枝率隧单体用量的提高起先明显 上升，但当上升到一最大值后又逐渐下降。这是由于单体用量的提高，均聚反应优于接枝共聚 反应所致。同时发现l×106rad的辐射剂量比O．1×lO‰d的辐射剂量的接枝率大。 3．丙烯腈(AN)与纤维素(c)配比对吸水率影响由图3可见，接枝纤维素的吸水能力 随单体用量的增加而提高，达到最大值后呈缓慢下降趋势。这是由于单体用量的增加，三维空 间网络结构逐渐有效地形成，吸水能力提高。但单体用量过多，便产生均聚物。这样纤维素骨 架量相对少，三维空间网络结构不能有效地形成，吸水能力下降。 4．皂化碱用量对吸水率影响 由图4可见，接枝物的吸水能力隧碱用量的增加而提高． 这是水解度增大所致。水解后的cooNa和一coNH，可与纤维素的羟基形成酯基或构成氢 键使链沿三维空间伸展，产生大分子交联体系而使吸水能力提高。当碱用量过多时。水解可以 再升高，但可能使大分子断链，降低交联度致使吸水率下降。 5．皂化时间对吸水率的影响 由图5可知，接枝物的吸水能力随皂化时问的延长而提 高，但皂化时问过长，吸水能力反而下降，这可能是cONH继续皂化为cOONa所致。 * 福建省自然科学基叠赞助项目 d．23(J 6．第三单体对接枝率和吸水率影响在辐射聚合体系中，加入第三单体丙烯酰胺由于大 分子活性基团之间的相互作用，往往形成接枝共聚物或嵌段共聚物，这可能有利于三维空间网 络结构的形成。从而使吸水率提高。实验结果可知，加入第三单体丙烯酰胺。其接枝物的吸水倍 数提高20(g／g)。 参考文献 36 (1)赵兴宝，现代化工-19蟠，(4)：33 (2)隋升等，精细石油化工．1997t(1)：47—49 (3)杨通在等，高分子材料科学与工程，1998，14(4)：123一124 RESINFRoM oN ABSORBING STUDYHIGHWATER GRAFTING IRRADIATION CELLULOSE Lin Songbai of