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1、復旦大學碩士學位論文高吸水性樹脂的合成姓名：王月珍申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工程指導教師：張紅東；張春雷20090506復旦大學碩士論文高吸水性樹脂的合成摘要高吸水性樹脂(SuperAbsorbentPolymer，簡稱SAP)是一種含有羧基等強親水性基團并具有一定交聯(lián)度的水溶脹型高分子聚合物，高吸水性樹脂的吸水量，可達自身質(zhì)量的數(shù)百倍，吸水速度非?？?，并且保水性強，即使在受熱、加壓條件下也不易失水，對光、熱、酸、堿的穩(wěn)定性好，它的這種特性使其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊。由聚丙烯酸鈉制成的SAP由于吸水性好、價格適中、安全性能較好，所以被廣泛應(yīng)用在
2、一次性的紙尿布、成人失禁用品以及婦女衛(wèi)生用品等個人護理產(chǎn)品中。作為功能性高分子材料，SAP已成為了目前人們生活不可缺少的材料之一。高吸水樹脂的合成方法按原料分主要有淀粉系、纖維素系和合成樹脂系三大類，交聯(lián)的聚丙烯酸鹽聚合物被認為是最有希望的合成樹脂系吸水材料。丙烯酸鹽的聚合反應(yīng)機理，一般是自由基型的連鎖聚合反應(yīng)。在充分調(diào)研及結(jié)合上海華誼丙烯酸有限公司具有丙烯酸原料優(yōu)勢的前提下，同時從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的環(huán)保等綜合考慮，本論文選擇了以水溶液聚合法生產(chǎn)高吸水樹脂的研究工作。高吸水樹脂的制備主要有中和反應(yīng)、聚合反應(yīng)、表面交聯(lián)反應(yīng)三個步驟。通過大量
3、的實驗及對反應(yīng)機理的深入研究，同時對各步驟進行性能評價，優(yōu)化篩選出了性能優(yōu)良的高吸水樹脂合成工藝及配方。本論文采用了引發(fā)溫度較低的氧化一還原熱引發(fā)體系為引發(fā)劑，研究了中和反應(yīng)溫度、中和度、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、以及大分子親水化合物對高吸水樹脂吸純水能、吸鹽水能、保水能的影響。實驗結(jié)果表明：聚合反應(yīng)溫度、交聯(lián)劑、引發(fā)劑及中和度的不同直接影響樹脂的產(chǎn)品性能；中和反應(yīng)溫度的高低直接影響反應(yīng)的操作性；隨著親水性物質(zhì)的加入，樹脂的吸水性、耐鹽性有明顯提高。成工藝及產(chǎn)品性能兩方面著手，對合成高吸水性樹脂的原中極少部分的阻聚劑、丙烯酸二聚物(DAA)進行了深入
4、的研究，實驗結(jié)果表明，阻聚劑含量的高低直接影響制備SAP過程中的聚合誘導期；丙烯酸二聚物含量的高低對產(chǎn)品負載壓力下的吸鹽水能、常壓下吸純水能及產(chǎn)品中的丙烯酸殘余單體量均有明顯的影響。GAA原料中的阻聚劑及DAA含第4頁共58頁復旦大學碩士論文高吸水性樹脂的合成量降低，產(chǎn)品性能大大提高。在自由基聚合反應(yīng)過程中，由于聚合反應(yīng)速率快，單體經(jīng)過聚合，瞬間產(chǎn)生大分子，該制備工藝為不可逆反應(yīng)，反應(yīng)過程沒有中間產(chǎn)物，隨著反應(yīng)時間的延長，丙烯酸轉(zhuǎn)化率增加，但時間過長生產(chǎn)效率降低、不利于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過優(yōu)化配方，引發(fā)劑選用氧化還原復配體系，聚合交聯(lián)劑采用復配
5、交聯(lián)體系，在合理的引發(fā)劑用量，交聯(lián)劑用量，單體濃度和聚合反應(yīng)溫度和時間下，得到了產(chǎn)品分子量均勻，產(chǎn)品性能好的產(chǎn)品。合成方法工藝簡單，經(jīng)濟合理，完全適合工業(yè)化生產(chǎn)。所制得的SAP產(chǎn)品的綜合性能達到德國巴斯夫、日本的觸媒的SAP水平。關(guān)鍵詞：高吸水性樹脂；聚丙烯酸鈉；中和反應(yīng)；聚合反應(yīng)；表面交聯(lián)：引發(fā)劑：交聯(lián)劑；丙烯酸二聚物；吸水能；耐鹽水能；誘導期；殘余單體；溶脹比；親水基團第5頁共58頁復旦大學碩士論文高吸水性樹脂的合成ABSTRACTindispensableinhumanlife．SAPsCallbesynthesizedbymodif
6、icationofthreekindsofrawmaterials：starch，’●__l-__-_l_●o-_-’-celluloseandsyntheticresin．Thecross—linkedpolyacrylatefsodium(PAA-Na)is-_--●-，considered觴foregroundamongallsynthetic—resin-typeSAPs．PAA-Nacanbesoluti。npolymerirationof_麗硯呈!血帆advantageofacrylicacidproductandmanufac
7、turingtechnologyinShanghaiHuaYiAcrylicAcidCo．，Ltd．TherearethreestagesinsynthesisofPAA-NatypeSAP：neutralizationreaction，polymerizationandsurface—crosslinkingreaction,respectively．AftersystemicresearchesoptimizedhavescreenedandlotofexperimentsSAP,suchascross-linker,initiator
8、,andthedegreeofneutralizationwereinvestigated．Ourexperimentalresultsindicatedasignificant
