[其他]由聚丙烯腈制備高吸水性聚合物的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100849
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100849B
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳錦疊
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏回族自治區(qū)計量研究所
• 主分類號: C08F8/42
• 分類號: C08F8/42
• 代理公司: 寧夏發(fā)明專利服務(wù)中心
• 代理人: 郭立寧

由聚丙烯腈制備高吸水性聚合物的方法。

本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物制備領(lǐng)域。

制備高吸水性聚合物的技術(shù)已有許多報道，如美 國專利4,045,387和4,204,983介紹了由淀 粉——聚丙烯腈接枝共聚物和由甲醛交聯(lián)的淀 粉——聚丙烯腈接枝共聚物加堿皂化制得高吸水性 聚合物。由這些方法制備的高吸水性聚合物可用于 農(nóng)林業(yè)做吸水保墑劑、土壤改良劑、種子包衣、工業(yè)廢 水處理凝絮劑、油田鉆井的降失水劑以及含水體系的 增稠劑等。雖然由上述方法制備的聚合物吸水倍數(shù) 高達(dá)1000至3000倍，但由于采用了接枝共聚工藝， 需用稀土元素四價鈰鹽作引發(fā)劑，生產(chǎn)成本高，難以 推廣。再則，在產(chǎn)物中引入了淀粉類物質(zhì)，在使用中 由于生物酶作用易發(fā)生生物降解現(xiàn)象，作用周期受到 限制。

本發(fā)明的目的是提供一種比以往技術(shù)更為簡單 的制備高吸水性聚合物的方法。聚丙烯腈不接枝到 其他基質(zhì)上，而直接經(jīng)過皂化、交聯(lián)、離析制得可吸收 自身重量400～800倍蒸餾水的高吸水性聚合物。

實(shí)驗(yàn)證明，聚丙烯腈加堿皂化產(chǎn)物可用硫酸鋁 (Al₂(SO₄)₃·18H₂O)、明礬(KAl(SO₄)₂·12H₂O) 等三價可溶性鋁鹽進(jìn)行交聯(lián)，皂化產(chǎn)物在離析以前與 交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)，交聯(lián)反應(yīng)時間為20分鐘至1小時， 反應(yīng)溫度為85℃～95℃。所用聚丙烯腈是化纖生 產(chǎn)中的聚丙烯腈樹脂、腈綸絲、或者純粹腈綸織品的 回收物。

聚丙烯腈與硫酸鋁的重量比為1∶1.5至5∶ 1，與明礬的重量比為1∶2至4∶1。交聯(lián)劑用量 超出范圍的產(chǎn)物，雖然性能程度上有差別，但也表現(xiàn) 出本發(fā)明要求的性質(zhì)。

聚丙烯腈的皂化是在堿金屬氫氧化物的水溶液 中進(jìn)行，但以氫氧化鈉和氫氧化鉀為佳。堿與聚丙烯 腈的丙烯腈重復(fù)單元的摩爾比在0.1∶1至1∶ 1范圍內(nèi)均可發(fā)生皂化反應(yīng)，但以0.1∶1至0.3∶ 1為佳。在常壓下，皂化反應(yīng)溫度為80℃～100℃， 時間約為1.5小時至4小時。若在受壓容器中進(jìn)行， 可采用較高的溫度。

中和時可用醋酸，也可用鹽酸、硫酸。

皂化、交聯(lián)后的產(chǎn)物可采用溶劑沉析的方法離 析，但已有技術(shù)所介紹的一些離析方法也是可以采用 的，如：噴霧干燥、冷凍干燥、滾筒干燥等。沉析所采 用的溶劑可以是乙醇，也可采用甲醇、丙酮。

最終產(chǎn)物的粒度經(jīng)過加工是可變的，增加產(chǎn)物的 粒度可以提高它的吸水速度。

本發(fā)明制備產(chǎn)物的吸水倍數(shù)是用以下方法測量 的：

取0.1克產(chǎn)物放入250毫升的量筒中，加入 250毫升蒸餾水，令其靜置24小時，以記錄下的在量 筒中凍膠頂部刻度再乘以因子10而測得。在凍膠頂 部界面不清晰的情況下，投入一片與量筒口徑大小相 仿的濾紙，將有助于找出凍膠頂部的界面。

與美國專利4,045,387和4,204,983報道以四 價鈰鹽作引發(fā)劑的工藝相比較，本發(fā)明的優(yōu)越之處在 于：

A工藝流程簡單，物料消耗低，生產(chǎn)的原料成 本可降低30～50％。

B以聚丙烯腈為原料，克服了以丙烯腈為原料 制備產(chǎn)物所造成的三廢污染。由于可以利用腈綸制 品回收物作原料，為生產(chǎn)提供了廉價豐富的原料來 源。

C雖然產(chǎn)物的吸水性能有所下降，但產(chǎn)物中不 含有淀粉類物質(zhì)，在一定程度上克服了生物降解現(xiàn) 象，延長了產(chǎn)品的使用周期。

以下各實(shí)例僅僅是為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明，而不 是限制條款所規(guī)定的發(fā)明的范圍。

實(shí)例一

在一只500毫升的三口燒瓶中裝入5克腈綸絲、 100毫升蒸餾水、6克氫氧化鈉，在85℃水浴下加熱， 間歇攪拌，到溶液為淺黃色為止，時間約2.5小 時～3小時，然后趁熱加入2.5克硫酸鋁，攪拌5分 鐘，冷卻，以醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH至6，加熱，在90℃ 條件下反應(yīng)30分鐘。冷卻后以乙醇沉析、洗滌，在 80℃的烘箱內(nèi)烘干12小時，產(chǎn)物8.5克，吸水倍數(shù) 為510倍。

實(shí)例二

采用實(shí)例一的步驟，以2.5克明礬代替硫酸鋁作 交聯(lián)劑，制得產(chǎn)物重8.4克，吸水倍數(shù)為800倍。

實(shí)例三

采用實(shí)例二的步驟，以自來水代替蒸餾水，制得 產(chǎn)物重8.7克，吸水倍數(shù)為720倍。

實(shí)例四