[发明专利]一种纳米银吸水树脂及其制备方法

说明书

本发明提出的一种纳米银吸水树脂，包括下列重量的原料：2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸4.50‑5.18g，氢氧化钠溶液的体积10‑15mL，丙烯酰胺类单体1.65‑1.77g，硝酸银0.4‑0.6g，引发剂0.7％‑0.9％，交联剂0.15％‑0.25％。本发明所选单体简单，易发生共聚合。制备工艺简单，适合工业化生产。本发明制备的纳米银/P(AM‑AMPS)高吸水树脂，吸水倍率达1463g/g远高于纯P(AM‑AMPS)树脂的吸水倍率1077g/g，且制备工艺简单，更利于推向工业化。

技术领域

本发明涉及吸水树脂技术领域，尤其涉及一种纳米银吸水树脂及其制备方法。

背景技术

高吸水性树脂是近几十年来迅速发展的一种新型功能型高分子材料，它能吸收本身质量几百倍乃至上千倍的水，并有着优良的保水性能。因而在工业、农业、医疗卫生、日常生活等各方面得以广泛应用。高吸水性树脂可分为离子型与非离子型两种，离子型吸水能力强，抗盐性较差；非离子型抗盐性好，吸水能力较差。

丙烯酰胺(AM)作为一种非离子型单体，生产成本较高，且其均聚物吸水量较小，但因对电解质有较强的抵抗力而被用于与离子型单体共聚以增强吸水性树脂的抗盐性；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)是一种丙烯酰胺系阴离子单体，分子中的磺酸基团使其有强阴离子性、强的耐盐性和吸水性，分子内空间位阻使其具有比丙烯酰胺更好的耐水解性、抗酸碱性及热稳定性，由于其成本低廉被更多用到工业生产中。近年来报道了不少关于AMPS与AM共聚制备复合高吸水性树脂的研究。但如何进一步提高吸水倍率，一直是研究的重点和热点领域。

纳米银具有许多独特的物理化学性能和生物特性，在光学、电学、催化、环保、抗菌和生物医药等领域有着广阔的应用前景，对纳米银尺寸和形态的控制，以及纳米银如何均匀地分散在聚合物基体中形成性能稳定的复合材料的研究备受关注。

近年来，国内外众多学者对纳米银/聚合物的合成及应用进行了大量的研究，P.Saravanan在氮气保护下以硝酸银为前驱体、AM为单体，KPS为引发剂，NMBA为交联剂，恒温70℃下机械搅拌30min，制备出纳米银/PAM复合吸水材料。孔杰等在以抗坏血酸为还原剂，在壳聚糖中将银离子还原成纳米银颗粒；通过调整硝酸银的加入量制备不同银含量的纳米银/壳聚糖复合材料。目前制备纳米银/聚合物高吸水树脂的主要方法：超声波辐射法，机械搅拌法，紫外光照射法，还原剂法，但是存在复合物结构不稳定、纳米银分散不均匀、纳米银的尺寸不易控制、后处理困难等缺陷。本发明采用的微波辐射具有穿透力强、环境及加热迅速、均匀和高效等优点，成功制备了性能稳定的纳米银/高吸水树脂。

纳米金属颗粒，由于其较小的尺寸，极高的比表面积，在具备宏观的金属特性的同时又拥有纳米材料的特性，具有非常广阔的应用前景。但是由于纳米金属这些特性，也使其极其容易团聚，从而影响其纳米特性，限制了纳米金属的开发前景和应用价值。将纳米金属引入树脂材料目前尚未见报道。由于纳米银在导电性能和光学性能方面优于其他纳米金属颗粒，如何将纳米银均匀分散在聚合物树脂中是一个研究关键。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，发明的目的在于提供一种没有任何气氛保护和不加入还原剂的条件下，采用微波辐射法制备纳米银吸水树脂的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种纳米银吸水树脂，包括下列重量的原料：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4.50-5.18g，氢氧化钠溶液的体积10-15mL，丙烯酰胺类单体1.65-1.77g，硝酸银0.4-0.6g，引发剂0.7％-0.9％，交联剂0.15％-0.25％。

优选的，所述丙烯酰胺类单体为N，N-二甲基丙烯酰胺，异丙基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺中一种。

优选的，所述氢氧化钠溶液的质量分数10％。

优选的，所述引发剂为过硫酸钾，添加量以单体总质量为准。