[发明专利]耐盐性四元共聚高吸水性树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种耐盐性四元共聚高吸水树脂的合成方法，特别是在耐盐性方面得到全面提升，且可通过调节单体配比来调节树脂吸水率。

背景技术

高吸水性树脂（SAP）是一种新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。高吸水性树脂是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料，以其高吸水能力、高吸水速度和高保水能力，广泛应用于生理卫生用品，如妇女卫生巾、纸尿裤、成人多功能护理垫、吸水纸、宠物垫等。

最早的高吸水性高分子材料是在1974年由美国农业部的研究人员首先研制的，并首先用于农业上的保水和制造纸尿裤和妇女卫生巾。目前高吸水性树脂已经开发出淀粉衍生物系列、纤维素衍生物系列、甲壳质衍生物系列、聚丙烯酸系列和聚乙烯醇系列等。其中，对淀粉、纤维素、甲壳质等天然高分子进行结构改造得到的天然高分子改性高吸水性树脂，其特点是生产成本低、材料来源广泛，而且产品具有生物降解性，不造成二次环境污染。但是产品的机械强度低，热稳定性差，特别是吸水后的性能较差，不能应用到诸如吸水性纤维、织物、薄膜等场合。人工合成的高吸水性树脂其特点是结构清晰、质量稳定，吸水后机械强度较高，热稳定性好。如聚丙烯酸系列的树脂，在结构上以羧酸盐基团作为亲水官能团，聚合物具有离子性质，吸水能力受水中盐浓度的影响较大，盐浓度越高，最大吸水量下降越大。

林健等以丙烯酸为单体，海藻酸钠为接枝物，添加高岭土、丙烯酰胺，通过溶液聚合法制备了复合型耐盐高吸水性树脂，合成的树脂可部分降解，但耐盐性改善不明显。斯玛伊力·克热木等以丙烯酸、淀粉和硅藻土为原料, 使用自制的紫外光聚合装置合成了复合耐盐性高吸水树脂，此法对聚丙烯酸类吸水树脂的耐盐性有一定的改善，但是需要紫外光照射，实验过程复杂，要求较高。

聚丙烯酸系树脂的吸水能力强, 有优良的保水性, 且在高吸水状态下仍有很高的强度，并具有较好的光、热稳定性。通过反相悬浮法和微乳液聚合法制备纳米级聚丙烯酸钠高吸水树脂，选用氧化还原性引发剂对吸水树脂进行疏水改性，相比于其他改性方法，工艺简单方便，设备要求低。改性后提高了吸水树脂和橡胶的粘接力，降低流失率。通过对共聚单体选择、组分配比的控制调节吸水树脂的吸水速率和吸水倍率，同时对制备的吸水树脂进行耐热性和耐盐性分析。在目前有关的专利文献中大多数采用环己烷、正己烷作分散剂，其缺点是价格高，而且环己烷、正己烷的燃点底，易发生危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐盐性四元共聚高吸水性树脂的合成方法，其改善了聚丙烯酸系列吸水树脂的耐盐性，能较好的控制其反应温度，且成本低。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：耐盐性四元共聚高吸水性树脂的合成方法，其特征在于包括有以下步骤：在三口烧瓶中加入环己烷和分散剂Span-80，搅拌升温至60-68℃，通过恒压滴定漏斗滴加亲水性交联剂、引发剂和共聚单体的混合溶液，滴加完毕后，恒温1小时，升温至70-75℃下反应2-3h后冷却到室温，将所得产物倒入装有足量甲醇的烧杯中，充分沉淀后，经真空泵抽滤后再用甲醇反复洗涤多次，再于真空箱中80-90℃下烘干得到白色粉末即为耐盐性四元共聚高吸水树脂。   

 按上述方案，所述的亲水性交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）、N-羟甲基丙烯酰胺（HAM）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）或N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）。

本发明中通过改变AA和AM的配比来调节吸水树脂在水中和不同浓度盐水中的吸水率。

按上述方案，所述的共聚单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和阳离子单体的混合物，其质量配比为：丙烯酸：丙烯酰胺：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：阳离子单体=1.9～2.1:0.3～0.6:1:0.3～0.5。

按上述方案，所述的阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）或N—丙烯酰胺基氯化铵（DBPMA）。

按上述方案，所述的引发剂为过硫酸钾（KPS）、过硫酸铵、偶氮二异丁腈（AIBN）或偶氮二氰基戊酸（ACVA）。

按上述方案，所述的引发剂用量为共聚单体总量的0.54wt.%～0.72wt.%，交联剂用量为共聚单体总量的0.06wt.%～0.1wt.%。

用本发明合成的高吸水树脂耐盐性得到明显提高，并且对在盐水中的吸水率有一定的调节作用。