[发明专利]紫外光聚合法合成聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备工艺，属紫外光聚合工艺。

背景技术

我国当前农业发展面临着非常严峻的现实，水资源十分贫乏，水土流失严重，同时也带来了严重的生态环境问题；另一方面，我国水资源利用率不高，浪费现象较为严重。因此，合理高效利用有限的水资源、实现节水型农业将是我国农业发展的一个必然趋势。在众多的节水保水技术措施中，近年来迅速发展的化学节水技术即高吸水性树脂(SAR)的应用正越来越被人们重视。SAR作为一种新型高分子材料，可在农业、林业、水利、沙漠改良等领域发挥抗旱保苗、增产增收、改良土壤、防风固沙、水土保持等多种功能，因而被国际上普遍认为是继化肥、农药、地膜之后第四个最有希望被农民接受的农用化学制品。

1961年美国农业部北方研究中心C.R.Russell等人从淀粉接枝丙烯腈首先开始研究，其后G.F.Fanta等人在前人研究的基础上继续进行了淀粉接枝丙烯腈的研究，并于1966年首先发表了淀粉改性物质具有优越的吸水能力的论文。我国高吸水性树脂的研究从20世纪80年代初开始，如湖南湘潭大学自1981年先后对淀粉系、纤维系、合成系的吸水剂性能和合成方法进行了研究，此后国内研究高吸水性树脂的专利和文献报道层出不穷。目前聚合聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法有很多，其传统的聚合方法有反相乳液聚合法，反相悬浮聚合，水溶液化学聚合法和接枝聚合法等方法。这些方法合成聚丙烯酸盐类高吸水性树脂通常需要引发剂、有机溶剂、通氮气等，且存在有以下缺点：反应时间较长，产品纯度不高，后处理较复杂及有机分散相的处理不可避免地会带来的废液排放及产品污染，产品耐盐性较差，制备工艺过程和条件复杂。

研究内容

本发明的目的是研制一种环保、节能、工艺条件和过程简单的，合成聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的工艺。对比于反相乳液聚合法，反相悬浮聚合法，水溶液化学聚合法和接枝聚合法具有工艺过程简单，产品纯度高，合成时间短，无溶剂污染，设备简单，无需保氮和后处理，易工业化，成本较低等特点。

本发明的技术方案：以丙烯酸类单体和氢氧化钠(钾)为原料，采用波长为365nm、功率为1000W的直管型紫外线高压汞灯为聚合引发光源，在敞开环境下，无氮气保护，聚合制得聚丙烯酸盐类高吸水性树脂。

聚合操作步骤：用标定好的氢氧化钠(钾)溶液中和丙烯酸类单体，使反应体系中丙烯酸类单体和丙烯酸盐类单体达到一定比例，依次打开自动传输式紫外光聚合装置的电源，风机和传输装置，调制紫外线高压汞灯高度(25～35cm之间可调制高度)，打开所需要的紫外灯，然后在室温下把配好的溶液，放入自动传输式紫外光聚合装置的进料口开始进行聚合，聚合时间为15～35min，从出料口得橡胶状弹性薄片，剪碎后放在鼓风式干燥箱(90℃)烘干，干燥后用球磨机粉碎(60目～80目)。

采用本工艺制备的高吸水性聚丙烯酸盐类树脂吸去离子水率为3052～4100g/g，吸生理盐水(0.9％NaCl水溶液)率为320～440g/g，吸雨水(pH约为6)率为2260g/g，吸人工尿率为120～200g/g，吸人工血率为270～350g/g。

说明书附图

图自动传输式紫外光聚合装置

图中：1、自动传输式紫外光聚合装置本体；2、设备总电路控制板；3、设备主体支架；4、电路开关控制面板；5、出料口工作平台；6、紫外光聚合仓；7、大功率排空气风机；8、排气管；9、聚合仓内紫外灯高度调整杆；10、灯罩；11、直管形紫外线高压汞灯；12、小功率吸空气风机；13、输送带托台；14、轴承座；15、输送带轴辊；16、进料口工作平台；17、工作平台调整支撑；18、输送带张紧轴辊；19、不锈钢金属丝网输送带；20、被动皮带盘；21、输送带主动轴辊；22、动力皮带；23、1000W封闭式镇流器；24、调速电机。