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淀粉系高吸水性树脂的合成与改性应用研究

聂明

  淀粉系高吸水性树脂具有原料易得、生产成本低、环境兼容性好、使用方便等优点,因而被广泛应用于众多领域。但是,由于其抗降解能力弱,重复使用效果差,使其在一些重要领域的应用受到了严重的限制。本论文根据自由基接枝聚合原理,利用淀粉与部分中和的丙烯酸接枝共聚制备高吸水性树脂。通过实验系统地研究了合成高吸水性树脂过程中淀粉类型的选择、淀粉与丙烯酸的配比、丙烯酸的中和度、引发剂的用量、反应时间、反应温度以及干燥温度等基本工艺条件,确定了最佳合成工艺,并利用红外光谱对合成的高吸水性树脂进行了表征,确定了基本结构及反应历程。同时,为提高其使用性能,对所合成的高吸水性树脂进行了高聚物的共混改性,并对共混改性物的应用性能进行了对比研究。通过对4种常用淀粉的筛选实验得出,玉米淀粉的改性效果最好;丙烯酸部分中和后的接枝效果优于直接接枝的效果。由正交实验可知,影响高吸水性树脂吸水性能的因素按由强到弱依次为丙烯酸与淀粉的配比、反应时间、反应温度、引发剂用量、丙烯酸的中和度,当淀粉与丙烯酸的配比为1:6,引发剂/原料为0.015,反应时间为2.5h,反应温度为50℃,中和度92%,干燥温度130℃时,可得到吸水率最高的接枝共聚产物,其清水吸水率达560倍,在土壤中30天的保水率达29.5%。通过对淀粉和产物的红外光谱对比分析,证实产物为淀粉与丙烯酸的接枝共聚物。对所合成的高吸水性树脂进行的共混改性研究表明,用聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯(PS)与接枝共聚产物共混改性都可明显改善其抗降解性能和重复利用的性能,其中与PAV共混物的抗降解能力提高了84%,重复利用率提高51.4%;与PS共混物的抗降解能力提高了78%,重复利用率提高35.7%。而在吸水能力和保水能力上,共混物与直接产品相比有所减弱,但减弱不多。……   
[关键词]:淀粉;丙烯酸;接枝共聚;高吸水性树脂;共混改性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2004年