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本文以环己烷为连续相,十八烷基磷酸单酯为悬浮稳定剂,过硫酸钾为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过反相悬浮聚合法合成了一系列丙烯酸-丙烯酰胺[P(AA-AM)]和丙烯酸-丙烯酰胺-甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯[P(AA-AM-MPEGMA)]共聚型高吸水性树脂。
研究了单体浓度及中和度、单体配比、引发剂、交联剂、分散剂的用量、聚合温度等因素对高吸水性树脂吸水性能的影响。结果表明,P(AA-AM)最大吸蒸馏水倍率为655g/g,009%NaCl 溶液为 89g/g;P(AA-AM-MPEGMA)最大吸蒸馏水倍率为930g/g,0.9%NaCl 溶液为94g/g。
在不同盐溶液中吸液性能的研究发现,离子强度和螯合作用是限制树脂吸液率的两大重要因素。一般而言,离子强度越大,吸液率越低,且多价金属离子和树脂的螯合作用将更严重的限制树脂溶胀。
经对分散剂用量、搅拌速度、油水比对树脂粒径的影响研究发现,分散剂用量越多,搅拌速度越快,油水比越大,制得的树脂颗粒粒径越小。但出于合成效率、吸水倍律、吸水速率以及反应易于控制等综合考虑,最适合的分散剂用量为分散介质(环己烷)用量的0.1%,搅拌速度为200rpm,油水比为3∶1。
所合成的吸水树脂粒径大小对吸水速率的影响研究表明。粒径为120-150μm范围内的树脂拥有最大的吸水速率和吸水倍率;粒径小于106μm时,容易发生“团聚”阻碍吸水,使树脂吸水率降低。
对P(AA-AM-MPEGMA)三元共聚吸水树脂在空气和土壤中的保水性能研究结果表明,当使用粒径小于250μm的树脂,且用量大于土壤质量的0.4%时,能获得较好的保水性能。
本文还探讨了一种快速合成P(AA-AM-MPEGMA)的方法。一般方法合成吸水树脂通常需要1-2小时,而此方法可将反应时间缩短至半小时。