[發明專利]耐鹽性四元共聚高吸水性樹脂的合成方法

無效

• 申請號: 201110206324.7
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102351976A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 周愛軍;付艷梅;萬香港;鐘毅;江學良;曾水娟
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/58;C08F220/56;C08F226/04;C08F220/34;C08F220/60
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明屬于功能高分子材料領域，具體涉及一種耐鹽性四元共聚高吸水樹脂的合成方法，特別是在耐鹽性方面得到全面提升，且可通過調節單體配比來調節樹脂吸水率。

背景技術

高吸水性樹脂（SAP）是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能，并且保水性能優良，一旦吸水膨脹成為水凝膠時，即使加壓也很難把水分離出來。高吸水性樹脂是一種帶有大量親水基團的功能性高分子材料，以其高吸水能力、高吸水速度和高保水能力，廣泛應用于生理衛生用品，如婦女衛生巾、紙尿褲、成人多功能護理墊、吸水紙、寵物墊等。

最早的高吸水性高分子材料是在1974年由美國農業部的研究人員首先研制的，并首先用于農業上的保水和制造紙尿褲和婦女衛生巾。目前高吸水性樹脂已經開發出淀粉衍生物系列、纖維素衍生物系列、甲殼質衍生物系列、聚丙烯酸系列和聚乙烯醇系列等。其中，對淀粉、纖維素、甲殼質等天然高分子進行結構改造得到的天然高分子改性高吸水性樹脂，其特點是生產成本低、材料來源廣泛，而且產品具有生物降解性，不造成二次環境污染。但是產品的機械強度低，熱穩定性差，特別是吸水后的性能較差，不能應用到諸如吸水性纖維、織物、薄膜等場合。人工合成的高吸水性樹脂其特點是結構清晰、質量穩定，吸水后機械強度較高，熱穩定性好。如聚丙烯酸系列的樹脂，在結構上以羧酸鹽基團作為親水官能團，聚合物具有離子性質，吸水能力受水中鹽濃度的影響較大，鹽濃度越高，最大吸水量下降越大。

林健等以丙烯酸為單體，海藻酸鈉為接枝物，添加高嶺土、丙烯酰胺，通過溶液聚合法制備了復合型耐鹽高吸水性樹脂，合成的樹脂可部分降解，但耐鹽性改善不明顯。斯瑪伊力·克熱木等以丙烯酸、淀粉和硅藻土為原料,?使用自制的紫外光聚合裝置合成了復合耐鹽性高吸水樹脂，此法對聚丙烯酸類吸水樹脂的耐鹽性有一定的改善，但是需要紫外光照射，實驗過程復雜，要求較高。

聚丙烯酸系樹脂的吸水能力強,?有優良的保水性,?且在高吸水狀態下仍有很高的強度，并具有較好的光、熱穩定性。通過反相懸浮法和微乳液聚合法制備納米級聚丙烯酸鈉高吸水樹脂，選用氧化還原性引發劑對吸水樹脂進行疏水改性，相比于其他改性方法，工藝簡單方便，設備要求低。改性后提高了吸水樹脂和橡膠的粘接力，降低流失率。通過對共聚單體選擇、組分配比的控制調節吸水樹脂的吸水速率和吸水倍率，同時對制備的吸水樹脂進行耐熱性和耐鹽性分析。在目前有關的專利文獻中大多數采用環己烷、正己烷作分散劑，其缺點是價格高，而且環己烷、正己烷的燃點底，易發生危險。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐鹽性四元共聚高吸水性樹脂的合成方法，其改善了聚丙烯酸系列吸水樹脂的耐鹽性，能較好的控制其反應溫度，且成本低。

本發明解決上述技術問題所采用的方案是：耐鹽性四元共聚高吸水性樹脂的合成方法，其特征在于包括有以下步驟：在三口燒瓶中加入環己烷和分散劑Span-80，攪拌升溫至60-68℃，通過恒壓滴定漏斗滴加親水性交聯劑、引發劑和共聚單體的混合溶液，滴加完畢后，恒溫1小時，升溫至70-75℃下反應2-3h后冷卻到室溫，將所得產物倒入裝有足量甲醇的燒杯中，充分沉淀后，經真空泵抽濾后再用甲醇反復洗滌多次，再于真空箱中80-90℃下烘干得到白色粉末即為耐鹽性四元共聚高吸水樹脂。???

?按上述方案，所述的親水性交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺（NMBA）、N-羥甲基丙烯酰胺（HAM）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）或N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）。

本發明中通過改變AA和AM的配比來調節吸水樹脂在水中和不同濃度鹽水中的吸水率。

按上述方案，所述的共聚單體為丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和陽離子單體的混合物，其質量配比為：丙烯酸：丙烯酰胺：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：陽離子單體=1.9～2.1:0.3～0.6:1:0.3～0.5。

按上述方案，所述的陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）或N—丙烯酰胺基氯化銨（DBPMA）。

按上述方案，所述的引發劑為過硫酸鉀（KPS）、過硫酸銨、偶氮二異丁腈（AIBN）或偶氮二氰基戊酸（ACVA）。

按上述方案，所述的引發劑用量為共聚單體總量的0.54wt.%～0.72wt.%，交聯劑用量為共聚單體總量的0.06wt.%～0.1wt.%。

用本發明合成的高吸水樹脂耐鹽性得到明顯提高，并且對在鹽水中的吸水率有一定的調節作用。