茶多酚-丙烯酸系高吸水樹脂的制備及其性能研究.pdf

1、高吸水樹脂(SAR)是一種新型的功能性高分子材料，具有優(yōu)良的吸水能力和保水能力，在醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林園藝、日用品、食品、石油化工等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用前景。為了開發(fā)新原料、提高產(chǎn)品性能、改善生物降解性，本試驗(yàn)以茶多酚為原料，接枝丙烯酸制備新型的高吸水樹脂，研究了茶多酚-丙烯酸系高吸水樹脂的制備工藝、綜合性能、結(jié)構(gòu)特征及其在土壤改良方面的應(yīng)用。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、乓员┧釣閱误w，過硫酸鉀為引發(fā)劑，N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑

2、，添加茶多酚，通過溶液聚合法制得顆粒狀茶多酚-丙烯酸系高吸水樹脂;研究了單體中和度、引發(fā)劑和交聯(lián)劑用量、茶多酚添加量、反應(yīng)溫度等不同因素對(duì)產(chǎn)品吸水性能的影響，確定了制備該樹脂的最佳工藝條件:丙烯酸中和度為90％，以丙烯酸單體質(zhì)量為基數(shù)，交聯(lián)劑用量為0.04％，引發(fā)劑用量為0.12％，茶多酚添加量為0.08％，接枝共聚反應(yīng)溫度80℃，產(chǎn)品粒徑為10～20目;在此條件下所制的茶多酚樹脂在蒸餾水和生理鹽水中的吸液率分別為1087.1 mL/g

3、和116.1 mL/g。
　?、撇瓒喾?丙烯酸系高吸水樹脂的紅外光譜分析表明茶多酚樹脂不僅含有大量羥基和羧基基團(tuán)，并且含有酯基等新的基團(tuán)，說明茶多酚與丙烯酸發(fā)生了接枝共聚反應(yīng)，形成了酯鍵;掃描電鏡結(jié)果表明茶多酚樹脂表面形成了排列整齊致密的層狀褶皺，有利于樹脂吸水;熱重分析結(jié)果表明茶多酚樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性。
　?、遣瓒喾?丙烯酸系高吸水樹脂的性能研究表明:茶多酚樹脂吸水速度快，吸水6h～8 h時(shí)可達(dá)到飽和狀態(tài);樹脂的吸液性

4、能受外界鹽溶液濃度、陽離子價(jià)態(tài)和數(shù)量的影響較大，在不同鹽溶液中的吸液率為NaCl＞MgCl2＞AlCl3，NaCl＞Na2CO3≈Na2SO3＞Na3PO4，與純樹脂相比，茶多酚樹脂具有更好的耐鹽性;茶多酚樹脂在不同條件（自然條件、高溫、離心作用）下的保水性能均顯著優(yōu)于純樹脂，并且具有良好的重復(fù)吸水能力和吸濕性能，暴露90 h時(shí)吸濕率可達(dá)103.7％。
　?、葘?duì)茶多酚-丙烯酸系高吸水樹脂在土壤改良中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明:在土

5、壤中添加樹脂可以顯著提高土壤持水能力、膨脹率及保水率，改善土壤結(jié)構(gòu)和透氣性。當(dāng)土壤中添加0.75％的茶多酚樹脂時(shí)，土壤的全持水率高達(dá)146.0％，比空白組提高了154％;土壤的膨脹率高達(dá)49.5％，比空白組提高了872％;土壤的保水性能亦明顯提高，在一定溫、濕度條件下，8d后土壤保水率仍有39.3％，而空白組的土壤保水率不到10％。由此可見，茶多酚樹脂可以應(yīng)用于缺水的惡劣環(huán)境中，提高土壤利用率。
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