聚丙烯酸類高吸水樹脂及電紡纖維膜的制備.pdf

1、高吸水聚合物是一種具有一定交聯(lián)度的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀的新型功能高分子材料，分子鏈上含有很多強(qiáng)親水基團(tuán)，能吸收相當(dāng)于自身質(zhì)量幾百倍甚至幾千倍的水，并且吸水后加壓也不易失水。聚丙烯酸類高吸水聚合物相對(duì)于其他種類的高吸水聚合物，具有吸水性好、制備工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，在衛(wèi)生用品、工業(yè)及農(nóng)業(yè)等各個(gè)方面具有廣泛的應(yīng)用。本論文采用丙烯酸(AA)與丙烯酰胺（AM）單體共聚并與聚乙烯醇(PVA)共混得到聚（丙烯酸-丙烯酰胺）/聚乙烯醇溶液(即P(AA-AM)/P

2、VA溶液），經(jīng)涂膜或靜電紡絲得到高吸水樹脂膜或微納米纖維膜，研究其吸水和吸濕性能。此種方法聚合穩(wěn)定，避免了傳統(tǒng)聚合方法容易產(chǎn)生的暴聚現(xiàn)象，提高了高吸水樹脂的吸鹽水率以及纖維膜的吸濕性能。
　　論文首先研究了原料配比、熱處理?xiàng)l件、NaCl溶液的濃度以及溶液的pH值對(duì)高吸水樹脂吸水性能的影響。研究表明:高吸水樹脂的吸水率隨著引發(fā)劑過二硫酸鉀(KPS)和單體AM用量的增大先增加后減小，KPS和AM用量分別為單體重量的0.5％和25％時(shí)吸

3、水率最大;吸水率隨著PVA含量的增大而減小，考慮到溶液可紡性以及高吸水樹脂膜的柔韌性，選擇PVA含量為單體量的15％為宜;吸水率隨著AA中和度以及交聯(lián)劑戊二醛(GA)含量的增大先增大后減小，AA中和度為75％，GA含量占(AM+AA+PVA)總量的1.0％時(shí)吸純水率最高，當(dāng)含量為2.0％的時(shí)候吸鹽水率（0.9wt％NaCl溶液）最高;隨著熱處理時(shí)間和溫度的增加，高吸水樹脂交聯(lián)度增加，吸水率先增大后減小，在130℃下經(jīng)過25分鐘熱處理后吸

4、水性最好。
　　制備得到的高吸水樹脂最高吸純水率可達(dá)741g/g，吸鹽水率最高達(dá)到135g/g，吸水速率可達(dá)22g/(g·min);在NaCl溶液中，隨著NaCl濃度增大，高吸水樹脂吸鹽水率下降;在不同溶液pH值下，當(dāng)pH值為5和10時(shí)，吸水性較好，但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境下，其吸水率大大減小;吸水動(dòng)力學(xué)研究得出，高吸水樹脂吸水速率在吸水初期很大，隨后慢慢減緩，直至達(dá)到吸水平衡;耐熱保水性能測試得出，吸水飽和的高吸水樹脂，分別在30℃和5

5、0℃下烘干28小時(shí)后，保水率分別在86％和52％以上。
　　將P(AA-AM)/PVA溶液作為紡絲溶液，在不同的紡絲液濃度、紡絲電壓、接收距離以及溶液流速下進(jìn)行靜電紡絲，得到微納米纖維膜，尋找最佳紡絲工藝。研究表明:采用聚合物溶液濃度在17％-19％之間、GA含量在1.0％-2.0％之間的紡絲液，在電壓為20-30kV，接收距離為22-26cm，推進(jìn)速度為10-15μL/min的紡絲條件下得到纖維，在120℃下經(jīng)過20-30分鐘的