超高吸水性聚丙烯酸钠的制备

超高吸水性聚丙烯酸钠的制备

作者：黄美玉  吴如   蒋利人  衡淑云

    纸、棉和泡沫塑料等常用的吸水性材料，只能吸收期自身重量的的10-20倍水，近来出现吸水量达几百倍的“超高级吸水性高分子（Super Absorbent Polymer）”。最早是将淀粉-丙烯腈按枝共聚物进行水解得到。后来出现各种类型的超高吸水性高分子。大部分是将水溶性高分子，如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚乙烯吡咯烷酮等进行轻微的交联得到。超高吸水性高分子可作为纸尿布、卫生材料、农业和园艺的土壤保水剂、工业用脱水剂和增稠剂等，用途很广，越来越受到人们的重视。

下面介绍超高吸水性聚丙烯酸的制备。

    二氧化硅为载体的聚-γ-巯丙基硅氧烷(Si-SH)的制备

    改进了Allum等的方法，把产物含硫量提高大约10倍，将400ml四苯和20g烟雾状二氧化硅加入装备电动搅拌器、滴液漏斗和迥流冷凝管的烧瓶 中。搅拌10min后加入20gγ-巯丙基三乙氧基硅烷，然后慢慢加入含6ml水和0.6ml 10%盐酸的30ml乙醇溶液，并加热迥流，这期间，反应混合物逐渐从折色变成无色透明，4h后，将产物用水泵减压，蒸出甲苯和乙醇。把固体产物在110℃烘箱干燥到恒重，得32.2g白色粉末。经元素分析，含硫量为9.28 wt%.

超高吸水性聚丙烯酸钠的制备

1．  加入交联剂：在装备迥流冷凝管和磁搅拌子的烧瓶中放进丙烯酸1ml、Si-SH0.015g、8.58N NaOH水溶液1ml、四氯化碳0.5ml、对二乙烯基苯0.42mol%、正已烷4ml和吐温80(0.075g),在氮气保护下62℃反应6h，将所得聚合体减压蒸发剂，然后磨碎成粉末。

2．  不加交联剂：操作如上，将丙烯酸1ml、Si-SH0.015g、8.58N NaOH水溶液1ml、四氯化碳0.5ml和二氧六环1.5ml加入烧瓶中，在75℃水浴中反应6h。

吸水量的测定：将得到的聚丙烯酸钠粉末（20-40目）0.1gt 50ml水混合，溶胀30min后用混龙纱布过滤15min称量，将所增加的重量(g)除0.1g作为吸水量。

结果和讨论：

    对二乙烯基苯用量与聚丙烯酸钠的吸水量如表1所示，可以看出对二乙烯苯为0.32-0.42mol%明，吸水高达437-477g/g。对二乙烯基苯的用量少量有一部分聚合体溶于水，多时交联度大，溶胀度小吸水量低。

    氢氧化钠溶液的量如图表2所示，可以看出中和度在57.7-64.6%，吸水量较高，达到465-477g/g。关于丙烯酸在水溶液中的聚合其合速度与PH有关；如聚合速度太快，会生成有交联结构的聚合物。因此，吸水量受到中和度的影响，结果见表2.

    关于二氧六环的作用，可能是在反应体中加入可溶液水、丙烯酸和四氯化碳的二氧六环能够加快丙烯酸的聚合并引起微量的交联。Si-SH的用量对聚合体的吸水量的影响如表4所示。

用低分子硫醇，1-丙硫醇，代替高分子硫醇，Si-SH，在同样条件下不能引发丙烯酸聚合。

综上所述，制备超高吸水性高分子的一般方法是在制备水溶性高分子时加入少量交联剂。(以上内容仅代表个人观点，)

文章来源：爱学术

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关键词： 高分子  聚丙烯酸  水处理剂 工业水处理 吸水剂  高分子聚合物