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V o l. 26 高等学校化学学报 N o. 7
2 0 0 5 年 7 月 CH EM ICAL JOU RNAL O F CH IN ESE UN IV ERS IT IES 1363~ 1365
[研究快报]
波聚合制备淀粉接枝丙烯酸钠-丙
烯酰胺高吸水性树脂
燕青芝, 宿新泰, 张文峰, 葛昌纯
2 2 (北京科技大学特种陶瓷粉末冶金研究室, 北京 100083)
关2 键词波聚合; 淀粉接枝; 高吸水树脂
中图分类号 TB 324 文献标识码 A 文章编号 0251 0790 (2005) 07 1363 03
高吸水树脂是一种新型功能高分子材料, 广泛应用于卫生用品、农林业和生物医药等领域[1~ 3 ].
将淀粉接枝改性制备吸水树脂不仅可以减少对石油产品的依赖性, 而且还可以使吸水树脂具有可生物
降解性, 从而避免出现环境问题[4 ].
淀粉接枝制备吸水树脂通常在低的单体和引发剂浓度下进行, 生产效率低[5 ]; 为使反应完全进行,
需要长时间持续加热, 能量投入较大[6 ]; 传统产品结构致密, 吸水速率低[7 ].
波聚合是靠自身反应放热产生的热波维持反应进行, 将单体转化为聚合物的聚合方法. 当含有单
体和引发剂的混合物被局部加热时, 引发剂受热分
解, 引发单体发生聚合反应. 撤离热源, 聚合反应
本身产生的热量向未反应区域扩散, 继续引发聚
合, 从而产生反应热扩散耦合循环的狭窄反应区
域, 即聚合波. 聚合波自行向未反应区域蔓延, 反
应波过后, 单体转化为聚合物. 图 1 为波聚合过程
的示意图.
[8 ]
Chech ilo 等在 300 M Pa 以上的压力下, 用波 F ig. 1 Schematic diagram of a fron tal
聚合方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯; 随后有关波聚 polymer ization
合领域的研究有了大量报道[9, 10 ]; Po jm an [11 ] 发现了常压下的波聚合现象, 由此开始了常压下的波聚合
研究[12~ 16 ]. 目前利用波聚合技术已制备出热致变色复合材料[17 ] 和光学功能梯度材料[18 ] , 同时贯穿聚
合物网络[19 ] 及温度感应型水凝胶[20 ] 等, 产物结构均匀, 性能优良. 我们用高温自蔓燃和低温自蔓燃合
成工艺成功制备出一系列无机和功能梯度材料[21, 22 ].
本文采用波聚合工艺制备了淀粉接枝丙烯酸钠 co 丙烯酰胺高吸水树脂, 反应在较高的单体和引
发剂浓度下进行, 聚合过程无需持续加热. 实验研究了聚合波特征和产物性能. 研究结果表明, 与传
统工艺相比, 波聚合制备吸水树脂不仅反应速度快, 而且所制备的树脂呈多孔结构, 其吸水速率和能
力都有大幅度提高.
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器丙烯酸、丙烯酰胺、马铃薯淀粉、氢氧化钠、过硫酸铵及N , N ′亚甲基双丙烯酰
胺, 均为分析纯.
K 型热电偶, 数字温控仪, 磁力搅拌器, L EO 1450 型扫描电子显微镜.
收稿日期: 2005 02 03.
基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50372008)