聚丙烯酸钠吸水树脂的合成研究

即高于75%，-基团含量过高，引起树脂水溶性增加，不利于树脂吸水，且

反应的聚合速度很慢，树脂的交联度低，形成的树脂分子网格比较大，很难阻滞树脂分子吸收的水，所以聚合物树脂的吸水率随丙烯酸的中和度的增加而逐渐减小。因此，多方面的分析讨论得出丙烯酸中和度对树脂吸水性能影响较大，得到的曲线上升和下降都比较迅速，本实验所得到的聚丙烯酸钠吸水树脂的最佳丙烯酸的中和度为75%。

图4.3 丙烯酸中和度对聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水性能的影响

4．4 反应温度对吸水性能的影响

如图4.4所示为反应温度对聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水性能的影响。由图可知随着反应温度的升高，聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水率出现一个最高点，即在75℃时聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水性能比较好。这是因为反应温度低时，聚合速度慢，交联反应不充分，聚合物的交联度低，不能形成有效的聚合物吸水网络结构，并且可溶性的线性树脂分子多，导致树脂的吸水率比较低；当反应温度高时，反应速度比较快，容易发生爆聚，不易控制反应，且反应过程的链转移和链终止更易发生，进而产生的聚合物分子量比较低，可溶性的聚合物分子也比较多，不利于聚合物树脂吸水，因此树脂的吸水率降低。当聚合物分子量比较高时，分子链比较长，会发生物理缠绕，这有利于增加吸水树脂的吸水性能，低温更易形成高分子量的聚合物树脂，故高温不利于性能好的树脂生成。本实验所得的制备聚丙烯酸钠吸水树脂的最

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佳反应温度为75℃。

如图4.4 反应温度对聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水性能的影响

4．5 聚丙烯酸钠吸水树脂的红外分析

红外分析的对象：

（1） 交联剂用量为0.8%、引发剂用量为2.1%、丙烯酸中和度为75%和反应

温度为75℃时合成的干燥的聚丙烯酸钠吸水树脂。

（2） 丙烯酸

图4.5 表示为聚丙烯酸钠吸水树脂的红外谱图，图4.6 表示为丙烯酸的红外谱图。由图4.5可以看出：在波数34341656

和1610

附近有—OH的伸缩振动峰，在波数为

中羰基的伸缩振动吸收峰，且

处出现—COOH和—

在波数1151处有C—O的伸缩振动吸收峰，说明有聚合物树脂中有—

处有C=C双键伸缩振动吸收

和—COOH两种基团存在。由图4.6看出在1636

峰，相比图4.5知，C=C双键发生断裂参与了聚合反应，所以在图4.5上无C=C双键伸缩振动吸收峰。因此可以判断所得聚丙烯酸钠吸水树脂结构与目的产物一致。

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图4.5 聚丙烯酸钠吸水树脂的红外谱图

图4.6 丙烯酸的红外谱图

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结 论

（1）采用水溶液聚合法合成了以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂和过硫酸钾为引发剂的聚丙烯酸钠吸水树脂。

（2）实验结果表明，在本实验室条件下合成聚丙烯酸钠吸水树脂的最佳合成工艺条件为，交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的用量为单体质量的0.8%，引发剂过硫酸钾的用量为2.1%，丙烯酸单体的中和度（用氢氧化钠中和）为75%，聚合反应温度为75℃，反应时间约为2h。

（3）实验合成的聚丙烯酸钠吸水树脂在蒸馏水和自来水中的吸水率分别为155g/g和92g/g。

（4）红外分析结果表明所得聚丙烯酸钠吸水树脂在波数3434的伸缩振动峰，在波数为1656基的伸缩振动峰，且在波数1151目的产物一致。

和1610

处出现—COOH和—

附近有—OH

中羰

处有C—O的伸缩振动峰，此产物结构与预想

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