反相悬浮法制备丙烯酸类吸水性树脂课程设计

1、xx学校专业方向课程设计题 目： 反相悬浮法制备丙烯酸类吸水性树脂 及其性能研究 学 院： 化学化工学院 专 业:高分子材料与工程 班级: 学号: 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2015年3月20日 课 程 设 计 任 务 书学院： 化学化工学院 专业： 高分子材料与工程 班级： 姓名： 同组人员姓名： 一 课程设计题目： 反相悬浮法制备丙烯酸类吸水性树脂及其性能研究二 课程设计内容及设计要求：1.查阅文献资料，了解聚丙烯酸类吸水性树脂的研究进展，设计实验方案，提交开题报告；2.以反相悬浮法制备聚丙烯酸钠吸水性树脂，通过系列实验探索实验条件，作好实验的详细真实记录并及时小结分析；3.精选

2、实验样品进行吸水性能测试，并进行有关表征；4.归纳、分析总结实验研究数据，撰写课程设计论文；三课程设计时间安排： 3 月 9 日至 3 月 21 日第 2 周查阅文献，了解聚丙烯酸类吸水性树脂的研究进展，设计实验方案，并开始实验研究。第 3 周继续进行实验研究，精选实验样品并进行测试，归纳总结写出课程设计论文。四 主要参考资料：指导教师： 教研室主任： 教学副院长： 2015年 3 月 5 日目 录1 实验部分-11.1 试剂-11.2 仪器-11.3 实验步骤-11.4吸水率测定-22 结果与讨论-22.1 原料配比对聚丙烯酸钠高吸水性树脂吸水性能的影响-22.1.1 引发剂对丙烯酸类吸水性

3、树脂吸水性能的影响-22.1.2 交联剂对丙烯酸类吸水性树脂性能的影响-33 结论-34 参考文献-4前言高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料,结构为经适度交联的三维网络。高吸水树脂能在短时间内吸收自重几百倍甚至几千倍的水，在工业、农业、日用品、医疗卫生等方面具有广泛用途。高吸水树脂的研究的突破始于60年代，在日本、欧美发展很快，并在70年代相继进入工业化。我国高吸水性树脂的研究开始于八十年代初，虽然起步较晚但发展很快，1982年中科院化学研究所黄美玉等7在国内最先合成了聚丙烯酸盐类的高吸水性树脂。1996年全国已有6家厂投入生产，最大生产能力为500T/a，全国高吸水性树脂的生产能力达到60

4、00T/a。我国高吸水性树脂的消费始于1991年，部分独资或合资企业引进护翼卫生巾生产线。1993年引进尿裤生产线后用量不断增加，1994年的用量约为1300T 。1998年消费量约6000T。同国外相比，我们无论从技术上还是规模上都有较大的差距。国内高吸水性树脂产品大都依靠进口，但是随着国内改革开放的深入，人民生活水平的提高，尤其是一次性个人卫生用品的普及和西部大开发的需求，对高吸水性树脂的需求量将会大大增加。高吸水性树脂由于它良好的吸水性能，在很多方面都有很重要的应用，因此对它的研究有很高的使用价值，也会给生产生活带来很多实际的效益，因此对高吸水性树脂的研究受到很多人的重视。目前

5、对我国来说在高吸水性树脂的研究方面还不都成熟，有很多高吸水性树脂还依靠进口，所以对高吸水性树脂的研究将会有广阔的发展情景1 试验部分1.1试剂单体：丙烯酸（化学纯）；中和剂：氢氧化钠（化学纯）；引发剂：过硫酸钾（分析纯）；交联剂：N,N-2亚甲基双丙烯酰胺（分析纯）；分散剂：Span260（分析纯）；溶剂：环己烷（工业级）；1.2仪器三口烧瓶，搅拌器，回流冷凝器，温度计，烧杯，玻璃棒，表面皿1.3实验步骤在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的三口烧瓶中加入分散剂0.2g和一定量的溶剂环己烷，水浴加热到45，搅拌30min使分散剂充分溶解。用一小烧杯称取丙烯酸10ML,然后用浓度为7.5mol/L的

6、氢氧化钠水溶液中和至pH为7，冷却后依次加入定量的引发剂和交联剂。将上述混合物搅拌至混合均匀、充分溶解后加入三口烧瓶，升温到75搅拌反应1.5h，将反应混合物冷却、抽滤、真空干燥后，测定其吸水性能。1.4吸水率测定吸水率（gg）=(吸水后树脂重量-树脂干重量)树脂干重量2 结果与讨论2.1原料配比对丙烯酸类高吸水性树脂吸水性能的影响 表1 序号单体（mL）溶剂（mL）分散剂（g）引发剂(g)交联剂(g)树脂干重(g)吸水后树脂重量(g)吸水率中和度110100.20.10.24.5142.3630.647210100.20.150.22.178.2836.287310100.20.20.21.

7、679.2148.517410100.20.250.21.036.4835.487510100.20.30.21.3141.3330.557610100.20.20.11.5453.3133.627710100.20.20.151.878.6442.697810100.20.20.21.2664.3550.077910100.20.20.251.4359.6740.7371010100.20.20.32.2679.4934.1772.1.1 引发剂对丙烯酸类吸水性树脂性能的影响 图1 引发剂用量与吸水倍率关系曲线图引发剂用量对高吸水树脂的影响如图1所示,在引发剂用量在0.10.3的范围内,当引

8、发剂用量为0.2g时，树脂的吸水能力最强 ，引发剂用量小于0.2 g时,树脂的吸水能力随引发剂用量的增加而增加,超过0.2g后反而出现下降。这是由于当引发剂用量较少时，引发剂分解速率较低，链引发反应缓慢，在一定的反应时间内，交联剂反应不易进行，得到的树脂平均相对分子质量比较小，吸水速率慢，吸水率低；当引发剂用量较大时，引发剂的分解速率较大，聚合反应总速率较大，得到的树脂平均相对分子质量较大，产物吸水率较低。2.1.2 交联剂对丙烯酸类吸水性树脂性能的影响 图2 交联剂用量与吸水倍率关系曲线图交联剂用量对高吸水树脂的影响如图1所示,在交联剂用量在0.10.3的范围内,当交联剂用量为0.2g时，树

9、脂的吸水能力最强 ，交联剂用量小于0.2 g时,树脂的吸水能力随交联剂用量的增加而增加,超过0.2g后反而出现下降。这是由于当交联剂用量较少时，交联剂浓度低，不能使聚合物形成网状结构，宏观上表现为水溶性。随交联剂浓度的增加，聚合物网状结构趋于完善，吸水率提高，而且所形成的吸水树脂在其吸水后的胶凝强度也有所改善。在交联剂增加到0.2g之后，再增加交联剂浓度时，吸水率下降，这是由于交联剂用量较多，聚合物离子网状结构中的交联点越多，交联密度高，分子链的溶胀受到约束，从而使吸水率下降。 3结论对以上的数据以及图表分析与讨论，可得出采用反相悬浮法制备丙稀酸类吸水性树脂的最佳实验条件为：m(单体)m(引发

10、剂)m(交联剂)10522，单体中和 度为7，在此条件下合成的丙烯酸类吸水性树脂吸水率（50.07gg）最高。4 参考文献【1】潘祖仁.高分子化学（增强版）.北京：化学工业出版社，2007.2：272-274.【2】丁伟；丙烯酰胺类聚合物合成及性能研究D；大庆石油学院；2006年【3】林伟雄，王基伟.高吸水性树脂的合成与应用J .高分子通报，2000，（2）8593. 设计评语: 指导老师： 年 月 日 设计成绩评定： 备注： 化学化工学院课程设计评分表（)专业班级 姓名 学号_ _评价单元评价要素评价内涵满分评分知识水平30%文献查阅与知识运用能力能独立查阅文献资料，并能合理地运用到课程设计之中；能将所学课程（专业）知识准确地运用到课程设计之中，并归纳总结本课程设计所涉及的有关课程知识20课程设计方案设计能力课程设计整体思路清晰，课程设计方案合理可行10说明书质量50%文题相符与课程设计任务书题目相符，内容与文题相符5写作水平整体思路清晰，结构合理，层次分明，语言表达流畅，综合概括能力强30写作规范符合课程设计说明书的基本要求，用语、格式、图表、数据、量和单位及各种资料引用规范（符合标准）；符合课程设计规定字数15学习表现20%工作量课程设计