[發(fā)明專利]兩性離子締合型高吸水樹脂及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810046351.0
• 申請(qǐng)日: 2008-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN101440144A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭焰;張學(xué)文;羅于建;白小丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川沃瑞信科技有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/06
• 分類號(hào): C08F220/06;C08F226/02;C08K5/07;C08K5/053
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種的兩性離子締合型高吸水樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

高吸水樹脂作為保水劑(Super?Absorbent?Polymer，SAP)，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)來逐漸發(fā)展完善。目前，近30個(gè)國(guó)家已把高吸水樹脂普遍應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、園藝、衛(wèi)生等多種領(lǐng)域。許多發(fā)達(dá)國(guó)家70年代開始就大面積推廣。我國(guó)農(nóng)林科研人員幾乎與世界同步進(jìn)行“高吸水樹脂”的應(yīng)用研究，取得了大量應(yīng)用成果，不少化工科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛介入這一新興行業(yè)，使我國(guó)高吸水樹脂研究及應(yīng)用，取得了飛速發(fā)展。近期，我國(guó)高吸水樹脂的研制和應(yīng)用掀起了新的高潮，我國(guó)政府還設(shè)立了863項(xiàng)目“新型多功能保水劑系列產(chǎn)品研制與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”課題。但是，這類普遍的聚丙烯酸類高吸水性樹脂沒有良好的吸鹽水能力，無法在很多場(chǎng)所的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用，其主要原因有：

(1)、吸水倍數(shù)不高，目前普遍的丙烯酸類高吸水性樹脂的吸水(去離子水)倍數(shù)為300～500倍；

(2)、凝膠強(qiáng)度不好，吸水后的凝膠在輕微的外力作用下即破碎，經(jīng)過反復(fù)使用后凝膠分散體積變小，容易流失；

(3)、耐鹽性差，吸水性能隨著溶液中鹽濃度的增加而明顯降低，是常見現(xiàn)象，在0.9％食鹽水中，吸水倍數(shù)會(huì)由去離子水中的400倍左右，大幅度降低至只有30-60倍，約降低了十倍；

(4)、使用壽命不夠長(zhǎng)，資料雖然宣傳在土壤中有2-3年的壽命，但是這類高吸水性樹脂穩(wěn)定性差，保水有效性和凝膠強(qiáng)度(壽命)不高，以致在鹽堿高的條件下會(huì)失去作用；

(5)在使用中，長(zhǎng)期大量使用含對(duì)植物和土壤不利的、易分解的鈉離子型高吸水性樹脂產(chǎn)品，造成土壤PH值升高，土壤結(jié)構(gòu)破壞，影響植物根系生長(zhǎng)和土壤透氣性。

目前，國(guó)內(nèi)外高吸水樹脂按原料來源主要分為淀粉系高吸水樹脂(淀粉接枝丙烯晴、淀粉接枝丙烯酸鹽、淀粉接枝丙烯酸胺)、纖維素系高吸水樹脂、合成樹脂系高吸水樹脂三大類系列，但這些樹脂都有待于繼續(xù)研究發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提一種吸水倍率高、吸水速度快、強(qiáng)度高、耐鹽性好、環(huán)保無毒、保水保肥的兩性離子締合型高吸水樹脂及其制備方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：兩性離子締合型高吸水樹脂，其結(jié)構(gòu)為下述通式表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)反復(fù)出現(xiàn)所組成的平均分子量為600～1000萬的線型聚合體。

本發(fā)明所合成的兩性離子締合型高吸水樹脂，是改變傳統(tǒng)的使用丙烯酸和丙烯酰胺在交聯(lián)劑的作用下共聚合成出陰離子交聯(lián)聚合物的簡(jiǎn)單辦法，向分子鏈中同時(shí)引入陰離子單體和陽離子單體，并采用少量(約1-3％)的新型締合單體以及交聯(lián)劑進(jìn)行共聚，得到兩性離子締合型高吸水樹脂。一方面，由于高分子分子鏈上同時(shí)含有陰離子和陽離子，因而具有更強(qiáng)的親水性，強(qiáng)化了吸水性，同時(shí)陽離子的存在又增強(qiáng)了兩性離子締合型高吸水樹脂分子鏈與土壤顆粒(水化后表面含陰離子)的吸附作用，表現(xiàn)抑制土壤顆粒的水化和分散，這是“保土”功能的另一個(gè)原因，而且此吸附作用使得兩性離子締合型高吸水樹脂與土壤顆粒形成一個(gè)整體，有利于兩性離子締合型高吸水樹脂的長(zhǎng)期有效。另一方面，由于使用了交聯(lián)劑和締合單體的共同作用，前者通過共價(jià)鍵讓水溶性聚合物分子鏈交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，保持吸水后的凝膠具有一定的形狀和強(qiáng)度(即化學(xué)交聯(lián))，后者則是通過疏水締合的非共價(jià)鍵作用進(jìn)一步加強(qiáng)了凝膠的強(qiáng)度，而且比傳統(tǒng)技術(shù)減少了對(duì)化學(xué)交聯(lián)的依賴(即物理交聯(lián))，形成物理和化學(xué)交聯(lián)雙重作用，因此，兩性離子締合型高吸水樹脂凝膠的強(qiáng)度、吸水倍率和耐鹽性均大幅度提高，在應(yīng)用上可以降低綜合成本。

所述兩性離子締合型高吸水樹脂對(duì)去離子水的吸水量大于1000克水/克樹脂，對(duì)自來水的吸水量大于500克水/克樹脂，對(duì)0.9％的氯化鈉溶液的吸水量大于100克水/克樹脂。其中0.9％的氯化鈉溶液是指將氯化鈉溶解于去離子水中，氯化鈉濃度為0.9％的溶液。

通過上述方法制備的吸水樹脂，是采用“吸水過濾法”測(cè)定其每克樹脂吸水量。對(duì)去離子水的吸水量用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

每克樹脂吸水量Q＝(m₂—m₁)/m₁

其中：Q—每克樹脂吸水量(g/g)；

??????m₂—吸收去離子水后試樣質(zhì)量(g)，

??????m₁—試樣的質(zhì)量(g)。

對(duì)于自來水和0.9％的氯化鈉溶液的吸水量測(cè)定方法同上。