高吸水性树脂聚丙烯酸钠的制备1.doc
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1、高吸水性树脂聚丙烯酸钠的制备一、 实验目的1、 了解高吸水性树脂的基本功能及其用途。2、 了解合成聚合物类高吸水性树脂制备的基本方法。3、 探讨反应时间对吸水倍数的影响。二、 实验原理高吸水树脂的吸水原理:高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。吸水前,高分子链相互靠拢缠在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固。与水接触时,因为吸水树脂上含有多个亲水基团,故首先进行水润湿,然后水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中,链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求,反离子不能迁移到树脂外部,树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透
2、压。水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中,形成水凝胶。同时,树脂本身的交联网状结构及氢键作用,又限制了凝胶的无限膨胀。高吸水树脂的吸水性受多种因素制约,归纳起来主要有结构因素、形态因素和外界因素三个方面。结构因素包括亲水基的性质、数量、交联剂种类和交联密度,树脂分子主链的性质等,树脂的结构与生产原料、制备方法有关。交联剂的影响:交联剂用量越大,树脂交联密度越大,树脂不能充分地吸水膨胀;交联剂用量太低时,树脂交联不完全,部分树脂溶解于水中而使吸水率下降。吸水力与水解度的关系:当水解度在6085%时,吸收量较大; 水解度大于时,吸收量下降,其原因是随着水解度的增加,尽管亲水的羧酸基增多, 但交联剂
3、也发生了部分水解,使交联网络被破坏。形态因素主要指高吸水性树脂的主品形态。增大树脂主品的表面,有利于在较短时间内吸收较多的水,达到较高吸水率,因而将树脂制成多孔状或鳞片可保证其吸水性。外界因素主要指吸收时间和吸收液的性质。随着吸收时间的延长,水分由表面向树脂产品内部扩散,直至达到饱和。高吸水树脂多为高分子电解质。其吸水性受吸收液性质,特别是离子种类和浓度的制约。在纯水中吸收能力最高;盐类物质的存在,会产生同离子效应,从而显著影响树脂的吸收能力;遇到酸性或碱性物质,吸水能力也会降低。电解质浓度增大,树脂的吸收能力下降。对于二盐离子如,除盐效应外,还可能在树脂的大分子之间羧基上产生交联,阻碍树脂凝
4、胶的溶胀作用,从而影响吸水能力,因而二价金属离子对树脂吸水性的降低将更为显著。本实验以丙烯酸为聚合单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸钾为引发剂聚合。三、 实验仪器与试剂试剂:丙烯酸(AA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)、过硫酸钾(K2S2O8)、试验用纯净水, NaOH 溶液、丙烯酰胺(AM)。仪器: 容量瓶 :250mL 、500mL、1000mL ;移液管 :1mL、5mL、10mL 量 筒 :5mL 、20mL ; 烧 杯 : 100mL 、250mL、500ml 表面皿、玻璃棒 、天平(或电子天平)、烘箱四、 实验步骤与方法(示意图)(一)配制溶液1、称取11.11
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