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复合高吸水树脂8篇(全文)复合高吸水树脂(精选8

篇)

复合高吸水树脂第1篇

1实验部分

1.1实验原料

丙烯酸(AR),天津市博迪化工有限公司，使用前减压蒸馏；氢

试剂厂；环己烷(AR),天津市博迪化工有限公司；N,N-亚甲基双丙

厂；蒙脱土，浙江丰虹粘土化工有限公司；氯化钠(AR),天津市天

达净化材料精细化工厂。

1.2合成方法

在装有搅拌器，回流冷凝器，温度计的500mL三口烧瓶中加

入一定量的分散介质环己烷和分散剂Span-80,水浴加热到45℃,

搅拌30min使Span-80充分溶解。取适量的丙烯酸于一烧杯中，

在冰水浴保护下滴加NaOH溶液至预定中和度，再依次加入引发

剂过硫酸铵，交联剂NMBA,溶胀后的蒙脱土溶液混合均匀制成水

合完成，得颗粒状产品，于60℃真空恒温烘箱内烘干，最后把产

品粉碎，密封保存。

1.3结构表征

1.3.1树脂的红外分析

产品干燥后粉碎，KBr压片法，采用美国博乐公司的FTIR-

330型傅立叶变换红外光谱仪测定。

1.3.2树脂的热重分析

产品干燥后粉碎，N2氛，升温速率为10℃/min,采用德国耐

驰公司的STA409PC型同步热分析仪测试。

1.4性能测试

1.4.1吸(盐)水率测定

准确称取0.2g干燥的树脂，放入烧杯中，加入一定体积的去

充分吸水饱和后，用100目不锈钢网筛过滤，并使凝胶在网筛上

静置15min,然后称出凝胶重量。按下式求得吸水率。

Q=(m2-ml)/ml

式中ml,m2分别为树脂吸(盐)水前后的质量，g。

1.4.2保水性能的测定

称取一定质量吸水饱和后的树脂置于60℃的烘箱中，每隔

0.5h测其凝胶质量按下式计算保水率：

保水率=m2/m1×100%

式中：ml为初始凝胶质量，m2为干燥一定时间后的凝胶质量

2结果与讨论

2.1产品的红外分析

动峰和弯曲振动峰，在1701cm-1处出现了-C=0的伸缩振动峰。

丙烯酸钠之间发生了接枝聚合反应。

2.2复合树脂的热重分析

图2为复合树脂的热失重曲线，由图2可看出，从室温开始

树脂质量缓慢下降，这是因为树脂中的水分及一些未除尽的有机

溶剂挥发时所产生的热失重，其失重率约为20?50℃开始曲线

下降速度加快，这可能是树脂中丙烯酸等低聚物的分解引起

的；420℃热失重曲线陡降是样品在高温下分解所致，失重率约

为25由此可见，树脂具有较好的热稳定性[6]。

2.3影响高吸水性树脂吸水率的因素

2.3.1交联剂用量对吸水性能的影响

由图3可以看出，当交联剂用量小于0.08相对于单

体，wt下同)时，吸水率随交联剂用量的增加而增大，但当交联

剂用量再增加时，吸水率呈下降趋势，这是因为交联剂用量过少

时，聚合物未能形成理想的三维网络结构，宏观上表现为部分水

溶性，故吸水率不高，而交联剂用量过大，交联密度变大，交联点

之间的网链变短，网络结构中微孔变小，使得树脂的网络空间变

小，因此能容纳的液体量也减少，吸水率下降[7]。

2.3.2丙烯酸中和度对吸水率的影响

由图4可知，中和度在60?0??围内，树脂的吸水率先增

加，当中和度大于70?，吸水率随中和度的增加而下降，这是因

为：从Flory理论可知，当中和度较低时，树脂网络结构上的离子

浓度较小，产生的渗透压小，吸水率低。随着丙烯酸中和度的增

加，强亲水性羧酸钠基团增多，网络结构上的离子浓度较大，同时

使吸水树脂交联网络内侧的渗透压增高，吸水率提高，但中和度

超过一定限度以后，整个高分子电解质处于碱性环境中，离子强

度大，影响丙烯酸钠的离解，使链段僵硬，不易伸展而吸水率下降。

另外，水分子和离子之间的氢键既多又强，由于氢键具有方向性，

以氢键结合的水分子在空间有一定的取向，相邻的氢键彼此干扰

排斥，此外，相邻的带电羧基离子亦相互排斥，故限制了链的自由

运动，使树脂的微孔不能充分发挥其贮水能力，所以树脂的吸水

率也下降。

2.3.3蒙脱土用量对吸水性能的影响

由图5可以看出，在蒙脱土加入量小于8??，高吸水性复合

材料的吸水率随蒙脱土用量的增加