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三氯化铝交联淀粉高吸水性树脂的合成及性能

返回列表 发布日期:2016年11月22日 来源:www.sanlvhualv.com 浏览:3825

高吸水性树脂(SAP)的研究起源于淀粉系,从1966年美国农业部北方研究所研究淀粉接枝丙烯腈开始。淀粉改性的SAP原料来源广泛,价格低廉,种类繁多,具有可生物降解性,对环境无污染,日益为人们重视。

目前,淀粉接枝超强吸水剂在日本已能工业化生产。预计到2010年,中同高吸水树脂的市场容量约为8千t/a;2005年,我国高吸水性树脂产能约6万t/a,具有一定的市场发展潜力。近年国内对淀粉接枝SAP的合成研究发展迅速,主要集中在接枝单体、引发体系的选择,聚合方法的优化和树脂应用上。在交联剂的使用上,研究者多采用N,N’一亚甲基双丙烯酰胺(MBA),但MBA具有双丙烯结构,反应活性很高,容易在反应初期被消耗殆尽,反应后期无法进行交联反应,产物结构不均匀,形成可溶聚合物,影响产物吸水性能。而对于其他类型的交联剂,如金属化合物的研究较少。三氯化铝价格相对低廉,可节省生产成本,利于工业化生产,是具有较好应用前景的交联剂。

Al3+与共聚物中的羧基形成离子键配合物,进行交联反应,形成不溶于水的吸水树脂,结构如图l所示。三氯化铝交联时不消耗自由基,通过配合作用产生的化学键强度相对较低,有望形成交联强度适中的产物,从而提高吸水性能。

作者采用三氯化铝作为交联剂,探索淀粉接枝超强吸水剂的合成工艺,制备出吸水率大于1400g/g的产品,对产品吸水、保水性能进行了评价。以马铃薯淀粉为原料,丙烯酸为接枝单体,过硫酸钾为引发剂,三氧化铝为交联剂,合成了淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂,并对产物进行性能测试和红外、紫外可见光谱的结构表征。考察了影响产物吸水性能的5个合成条件,在反应温度65℃,3ml,ω(K2S20R)=l%水溶液,2mLω(AlC13)=1%水溶液,n(淀粉):m(丙烯酸)=1:6,单体中和度70%时,树脂达到最高的吸去离子水倍数1440g/g。产物粉术2min可达到饱和吸水率的50%,凝胶能有效延长水分蒸发时间,吸自来水率达到560g/g,具有良好的工农业和市场应用前景。