淀粉磷酸酯基两性半互穿型高吸水树脂的合成、结构及性能测试

论文摘要

高吸水树脂是近年来发展起来的一种新型功能高分子材料,它具有吸水性能好、保水能力强的特点。到目前为止,高吸水树脂在工业、农业（特别是节水农业）、建筑、医疗卫生等方面都有比较广泛的应用。本文在综述了高吸水树脂合成的基础上,特别是半互穿型结构的吸水树脂的合成,较为系统地研究了两性半互穿高吸水树脂的合成及性能研究,实验的主要内容包括:用干法合成磷酸酯淀粉,丙烯酸作为阴离子单体,聚二甲基二烯丙基氯化铵为阳离子聚合物,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,顺序法合成了磷酸酯淀粉接枝丙烯酸/聚二甲基二烯丙基氯化铵半互穿型两性高吸水树脂。通过实验系统地研究了合成高吸水树脂过程中交联剂、引发剂、聚阳离子、丙烯酸用量以及丙烯酸中和度、磷酸酯淀粉取代度等基本工艺条件,确定了最佳合成工艺,在去离子水和生理盐水中的吸液倍率分别达到1612 g/g和113 g/g。考察了树脂在不同浓度的盐溶液和不同pH值溶液中的吸液性能、保水性能、可逆吸水性能。并利用红外光谱和扫描电镜对高吸水树脂结构进行表征。用酸化法合成高取代度低分子量的磷酸酯淀粉,再通过顺序法合成磷酸酯淀粉接枝丙烯酸/聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵两性半互穿高吸水树脂。讨论了反应条件对树脂吸液性能的影响,在最优条件下,树脂吸去离子水和生理盐水量分别为2016 g/g和121 g/g。性能测试表明两性半互穿高吸水树脂在pH值4-12的范围内,表现出较高的吸液倍率,在不同盐溶液中保持较好的吸液倍率,强度也有所提高,并且表现出了一定的吸液可逆性。通过粒径,电导等测试方法,研究了磷酸酯淀粉与聚阳离子间的复合行为。并在合成的基础上,考察了树脂对氯化钙的吸附及解吸行为,通过热力学对其吸附过程的机理进行研究,以期为高吸水树脂在农业中的实际应用提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 高吸水树脂概述
• 2 高吸水树脂的制备方法
• 2.1 淀粉及其衍生物接枝共聚制备高吸水树脂
• 2.2 淀粉基有机无机复合高吸水树脂
• 2.3 淀粉基互穿网络结构类高吸水树脂
• 3 本论文的设想及主要研究工作
• 第二章 磷酸酯淀粉接枝丙烯酸/聚二甲基二烯丙基氯化铵两性半互穿高吸水树脂的合成、结构及性能研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 两性半互穿高吸水树脂的结构表征与性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 两性半互穿高吸水树脂结构表征
• 3.2 两性半互穿高吸水树脂合成条件考察
• 3.3 两性半互穿高吸水树脂性能测试
• 4 结论
• 第三章 磷酸酯淀粉接枝丙烯酸/聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵两性半互穿高吸水树脂的合成、结构及性能研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 两性半互穿高吸水树脂的结构表征与性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 两性半互穿高吸水树脂结构表征
• 3.2 两性半互传高吸水树脂合成条件考察
• 3.3 两性高吸水树脂的性能测试
• 4 结论
• 第四章 磷酸酯淀粉与聚阳离子复合行为研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 磷酸酯淀粉与聚阳离子复合液结构表征
• 3 结果与讨论
• 3Na₂ （DS=0.068） 和PDMDAAC 复合情况的影响'>3.1 不同电荷比例对StOPO₃Na₂ （DS=0.068） 和PDMDAAC 复合情况的影响
• 3H₂ （DS=0.33） 和 PDMC 复合液的影响'>3.2 不同电荷比例对 StOPO₃H₂ （DS=0.33） 和 PDMC 复合液的影响
• 4 结论
• 第五章 两性半互穿高吸水树脂对氯化钙的吸附和解吸作用研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 药品
• 2.2 实验过程
• 3 结果与讨论
• 3Na-g-AA/PDMDAAC 在不同温度下的吸附和解吸'>3.1 StOPO₃Na-g-AA/PDMDAAC 在不同温度下的吸附和解吸
• 3H-g-AA/PDMC 树脂在不同温度下的吸附和解吸'>3.2 不同丙烯酸用量的 StOPO₃H-g-AA/PDMC 树脂在不同温度下的吸附和解吸
• 4 结论
• 参考文献
• 硕士在读期间论文发表和完成情况
• 致谢