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耐盐性吸水树脂的合成及性能评价

马俊红  
【摘要】:超强吸水树脂是一种轻度交联的聚合物,它能吸收和保持高于自身重量几百倍以上的水分,超强吸水树脂大量用于制造生理卫生用品以吸收人体体液,农业和园艺业中可作为土壤保水剂。超强吸水树脂还具有一些特殊应用价值,如生物活性缓释剂,工程技术中具有刺激应答性的智能凝胶。 目前所制备的吸水树脂在无离子水中的吸水量都较高,而在盐水溶液中则吸水量较低。从吸水树脂的应用角度来说提高其在含有离子的溶液中的吸水量就很重要。以往的研究表明:采用不同类型的单体共聚制得的吸水树脂能有效地提高耐盐性。以往的研究还显示:采用双丙烯酸酯作为交联剂,疏水基团酯基的引入也会有效提高吸水树脂的耐盐性。在本文的研究中,以自制丙烯酸烯丙酯为交联剂合成了一系列耐盐性的吸水树脂,并对所合成树脂的综合应用性能进行了评价。本论文的主要研究内容如下: 用丙烯酸和丙烯醇合成了耐盐性交联剂丙烯酸烯丙酯,并用核磁氢谱进行表征。 以自制丙烯酸烯丙酯为交联剂,用溶液聚合法合成了三种不同的吸水树脂,对合成样品进行了IR、TGA 、XRD、SEM 的表征。并对影响吸水量的最佳合成条件进行了详细讨论。 对合成吸水树脂的综合应用性能如:吸水率、保水率、溶胀速率、耐盐性、耐酸碱性、耐热性、耐低温性、耐光性进行了研究,确定了吸水树脂溶胀动力学参数和热分解动力学参数。 研究了合成吸水树脂对重金属离子Pb2+、Zn2+和Cr(VI)的静态等温吸附,探讨了温度、初始浓度和pH 值等因素对超强吸水树脂吸附量的影响。提出了适合超强吸水剂的吸附量计算公式Q=[( C0V1-CeV2)]/W,根据温度系数公式计算了吸附焓△H,吉布斯吸附自由能△G 和吸附熵△S 等吸附热力学数值。


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