丙烯腈接枝淀粉高吸水树脂的制备-济南大学化学化工学院.PPT

吸水树脂 彩色花泥 思考题： 1.吸水树脂的分子结构由哪两部分组成？ 2. 解释离子交换树脂与超高吸水性高分子的结构、性能的异同点，它们的本质区别是什么? 3.说明吸水树脂的吸水机理。 4.评价吸水树脂性能的指标有哪些？ 5.举例说明吸水树脂的应用。 6.吸水树脂的制备途径？ 7.试写出淀粉改性吸水树脂的合成路线。 8.试写出丙烯酸系吸水树脂的合成路线。 9.说明吸水膨胀橡胶的作用机理及其应用领域。 树脂骨架：均匀的立体笼状， 高分子链柔性， 笼网适当大些，有利于高吸水性。 吸水基种类：强电解质， 如SO3Na(k)、COONa(k) 吸水基的数量和分布：数量越多越好； 分布越均匀越好。 2. 性能： 吸水能力 保水能力（对水的束缚能力） 抗盐能力 稳定性 ⑴吸水能力： 以每克吸水剂能吸收水的克数表示， 或以吸水的重量是其自身重量的倍数表示。 测定方法： 称取1g吸水剂，加入盛满水的2—3升的容器里。充分溶胀形成凝胶状后将凝胶倾入80—140目的筛子里，静放30min，再称取筛子上面凝胶的重量。 吸水剂吸蒸馏水（或去离子水）的能力远大于吸收天然水以及其它含离子水的能力。 目前，超高吸水剂能吸蒸馏水800—2000倍。个别报道可吸水5千倍。 吸天然水，如江河水为200—500倍。 吸含0.1%的NaCl生理盐水只有50—80倍。 1、机械力作用的失水： 如：将吸水的凝胶、用力挤压、离心机离心，高分子吸水剂在这方面保水能力都是很强的。(例如米饭) 2、光照、风干等失水： 高分子吸水剂吸水后得到的凝胶，在光照或风干条件下均可失水，但比其它吸水剂失水慢。 3?、被植物根系吸收的水分： 这是吸水剂能用于林、农方面的根本原因。 ⑶抗盐能力： 是指吸水剂能力受水中含离子种类和数量的影响。吸蒸馏水上千倍的吸水剂，吸含0.1%NaCl的水只有几十倍。 离子浓度越大，吸水量越小，离子价数越高，吸水越少，目前这是吸水剂的致命弱点。 ⑷稳定性： 是指生物降解性：在土壤保墒方面，高分子吸水剂不易发霉，不易被细菌破坏，寿命长。 ⑸无毒性： 在医用、卫生方面，要求无毒，经动物口服实验，无死亡，无异常表现，对皮肤和粘膜无刺激，无过敏反应。 ⑹吸氨能力： 高吸水剂是含有羧基的阴离子物质，残存的羧基（约30%）往往使树脂显示弱酸性，并可吸收氨类等弱碱性物质。这一特性有利于卫生中等的除臭，并可将土壤中氮肥的利用率提高10%。 ⑺增粘性：用于化妆品中、吸水速率等。 二、超高吸水性材料的用途和国内外研究概况： 1、用途：用途很广，很有发展前途。 可用在卫生、医药、土木、农林化妆等20个行业或领域，制出130多种有关产品。 ⑴农业、林业方面： 土壤保墒、种子发芽、播种保苗、种子营养器、改造沙漠；林业上：育苗、植树、造林、无土栽培、贵重树木的移栽、运输、可提高成活率。 ⑵工业：日用化工、如：化妆品的增稠剂、石油工业中的堵漏剂，干燥剂、水泥制品养护剂。 ⑶医学方面：吸水绑带，病床垫、卫生巾、婴儿尿布等。 2、历史： 1969年美国Fanta等用丙烯腈对淀粉接枝后水解，得到一种吸水能力为自重数百倍的聚合物，从而开发了一种新型高分子材料—高吸水性树脂。 1974年N.W.Taylor等研究了淀粉接枝丙烯腈水解物的性质和性能，发现它吸水后是凝胶颗粒的堆积，有许多性质与聚电解质不同，该超吸水剂由美国的Grafn processing Co研制成产品，1974年进入市场，得到广泛地应用。 随后，日本急起直追，1975年首先开发了淀粉一接枝丙烯腈共聚物；70年后期和80年代初，美、日、西欧等国有许多公司开展了高吸水剂的开发工作，并且日本进展较快，80年代中期，与高吸水性树脂有关的日本发明专利每年约有2000―5000篇，88年日本生产的卫生用超高吸水性树脂3万吨，出口4万吨。目前，世界的产品为60万吨/年。 在1980年代，我国有许多单位开始研发高吸水剂，如南开大学、山大、中科院、吉林化学所，北京化工研究院等。 申请的中国专利有： G G G G G C 三、超高吸水性材料的制备途径： 高吸水性材料可分为二类： （1）天然高分子的改性