文档介绍：高吸水树脂聚丙烯酸的制备
一、实验目的:
了解高吸水树脂的制备方法
了解高吸水树脂的吸水原理及影响因素
二、实验步骤:
在100mL烧杯中加入5g丙烯酸,用10wt%氢氧化钠水溶液中和至不同中和度,~ N,N-亚***双丙烯酰***,~,再补加适量水(水的总量不超过40g),搅拌溶解,用表面皿盖住烧杯,将烧杯放入70℃水溶中静置聚合,待反应物完全形成凝胶后(约2h)取出烧杯,将凝胶转移到搪瓷盘中,将凝胶切割成碎片或薄片,置于50℃烘箱中干燥至恒重,待用。
将制得并干燥的吸水树脂研磨,用60目铜网筛分,~,加入去离子水浸泡,至吸水平衡,用自然过滤法测定其吸收倍率并分析结果。再用同样的方法将树脂置于10wt%***化钠水溶液中至吸水平衡,测定其吸水倍率。
吸水倍率Q(膨胀度)是指1g树脂所吸收的液体的量。单位为g/g或倍。
Q=(M2-M1)/M1
Q-吸水倍率,g/g或倍;
M1-树脂(干态)质量,g;
M2-树脂吸水饱和后的质量,g。
三、注意事项
本实验为研究型实验,中和度、交联度和引发剂用量都为可选条件,同组的同学共享实验结果,并分析讨论不同配方对吸水倍率的影响因素。
在中和过程中,氢氧化钠水溶液应滴加到丙烯酸中,使其缓慢放热。中和度用摩尔比计算。
在聚合过程中不可搅动溶液,聚合之后应用去离子水洗涤。
四、思考题:
高吸水性树脂一般具备什么样的结构?
高吸水性树脂的溶胀原理是什么?
影响高吸水性树脂吸水倍率的因素有哪些?
五、高吸水性树脂的应用简介:
高吸水性树脂是20世纪60年代发展起来的新型功能性高分子材料,它能吸收相当于自身质量数百倍甚至上千倍的液体,同时具有较高的保液能力,特殊的结构设计还可以使树脂具有对外界刺激的应答性响应,因此其用途极为广泛。目前的产品主要用于医药卫生、农林园艺、建筑材料、食品和人工智能材料等方面。高吸水性树脂按原料来源主要分为三大系列:即淀粉系列、纤维素系列和合成树脂系列。淀粉系包括淀粉接枝、羧***化淀粉、磷酸酯化淀粉和淀粉黄原酸盐等;纤维素系包括纤维素接枝、羧***化纤维素、羟丙基化纤维素和黄原酸化纤维素等;合成树脂系包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类和无机聚合物类等。高吸水性树脂的性能包括树脂的吸收能力、吸液速率、保水能力、强度和稳定性等,其中吸水倍率是高吸水性树脂最重要的性能指标。Flory-Huggins公式可较全面的反映影响树脂吸水能力的各种因素。
吸水性树脂的种类不同,其分子链组成、结构、分子量、交联度不同,则吸水能力差别很大。表1列出了几种超强吸水树脂的吸水能力。
表1几种超强吸水树脂的吸水能力
商品名称及类型
吸水倍率
PVABSH-Ⅱ变性聚乙烯醇
75-150 g/g
Sumika Gel S-50丙烯酸-乙酸乙烯接枝共聚物
500-700 倍
Aqua Keep 10SH聚丙烯酸盐
800-1000mL/g
PVABSH-Ⅱ交联聚丙烯酸盐
1000-1400 g/g
Sanwet IM-300淀粉接枝丙烯酸盐
470mL/g
CPACPKSH-Ⅰ纤维素接枝丙烯酸盐
1400-2000 g/g
PROPACP-Ⅱ蛋白质衍生物