毕业论文紫外辐射合成ctsampsma高吸水树脂(编辑修改稿)

毕业论文紫外辐射合成ctsampsma高吸水树脂(编辑修改稿)内容摘要：

了生产率，节省了半成品堆放的空间，更能满足大规模自动化生产的要求。 同时， UV 固化产品的质量也较易得到保证。 此外，由于是低温固化，因此 UV固化可避免因热固化时的高温对各种热敏感基质（如塑料、纸张或其他电子产品等）可能造成的损伤。 由于容易控制，因而降低了废品率，产品性能稳定，而且， UV固化产品的结构也较容易调整。 (2)费用低 紫外固化仅需要用于激发引发剂（或光敏剂）的辐射能（如中、高压汞灯 安徽理工大学毕业论文 6 的辐射），不像传统的热固化那样需要加热基质、材料、周围空间以及蒸发除去稀释的水、有机溶剂的热量，从而可节省大量的能源。 同时，由于紫外固化材料固含量高，使得材料实际消耗量大幅度减少。 此外 UV固化设备投资相对较低，可节省一大笔热固化设备的投资，减少厂房占地。 (3)污染少 UV 固 化基本不使用有机溶剂，其稀释用的活性单体也参与固化反应，基本上 100%固含量，因此可减少因溶剂挥发所导致的环境污染以及可能产生的火灾或爆炸等事故。 超声法合成高吸水树脂 超声法制备高吸水性树脂在已有文献上未见报道，其应用还在探索阶段。 超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的，并通过液体介质向四周传播。 超声波频率一般是 20kHz～ 50MHz。 当超声波在液态媒质中传播时，会在极短的时间和极小空间内将产生瞬间的局部高温（～ 5000K）、高压（～ 1000atm）及高达 109K/s的温度变化率，并伴随强烈的冲击 波和时速达 400km 的射流及放电发光作用，这就是所谓的 “ 空化效应 ”。 利用超声空化效应能加速和控制化学反应，消除局部浓度不匀，提高反应产率，引发新的化学反应，加速了界面间的传质和传热过程，使很多用传统方法难以进行的反应得以顺利进行。 其它方法合成高吸水树脂 路建美等采用等离子引发聚合合成高吸水树脂，这种等离子引发聚合制备高吸水树脂的方法不用引发剂和交联剂，可得到很纯净的产物，但是工艺过程过于复杂，反应规模将受到一定限制。 颜荣华 [24]等探索研究的冷冻诱导相分离法制备出了具有大孔结构的高吸水树脂， 这种方法制备的高吸水树脂提高了其吸水的速率以及其吸水倍率。 高吸水性树脂的分类 从制备所使用的主要原料出发，高吸水树脂大致可分为天然物系列、聚丙烯酸系列、聚乙烯醇系列及其他 4 种。 天然物系列包括：淀粉类、纤维素类及多糖类； 聚丙烯酸系列包括：丙烯酸类、丙烯腈类； 聚乙烯醇系列包括：改性聚乙烯醇、醋酸乙烯 丙烯酸酯共聚物； 其它包括：聚环氧乙烯类、异丁烯顺酐共聚物类、吸脱水性树脂等。 安徽理工大学毕业论文 7 可生物降解型天然高分子类高吸水材料 淀粉类 淀粉是一种来源广泛，价格低廉的天然高分子物质。 淀粉接枝共 聚物，由于其吸水保水性好、成本低而发展迅速。 淀粉类高吸水材料同时也存在着长期保水性不足、凝胶强度低、易受微生物分解而失去保水能力等问题，限制了其在一定范围推广应用。 目前需要解决淀粉类高吸水材料适应各种使用环境、水质条件和重复吸水的能力，以及减少其在应用中霉变等方面的难题。 可在反应液中加入山梨糖单硬脂酸作防腐剂来提高其耐霉解性，也可加入交联剂提高其凝胶强度等。 纤维素类 纤维素是一种可再生的绿色资源，价格低廉，可生物降解，且抗霉解性能优于淀粉。 利用纤维素资源不仅可有效的提高农林废弃产品的经济效益，还可缓解以有限的石油资源为原料的工业生产，此外纤维素本身无毒无害，因此将其应用于制造降解材料有着广阔的前景。 纤维素本身具有很强的吸水性，广泛的将其作为吸水剂材料。 纤维素类高吸水材料的吸水倍率相对不高，利用纤维素衍生物接枝共聚可以大大提高其吸水能力。 海藻酸类 海藻酸来源丰富、价格低廉、低毒、生物相容性好，且具有易凝胶性，所以常应用于药物释放体系和组织工程领域。 目前，海藻 酸类高吸水材料主要用于微囊载体，以及软骨组织工程材料，然而材料的力学性能较差，不能很好地起到承载作用，难以给细胞的生长提供良好的支撑环境。 如何改善这一不足，提高它的力学参数，扩大其应用范围则需要进一步深入的研究。 壳聚糖类 壳聚糖成胶成膜性好，具有很好的生物兼容性和可生物降解性，且具有抗菌防霉、吸湿保湿、治伤、抗凝血等性能，使其成为药物制剂研究的热点。 壳聚糖类高吸水材料以其良好的性能，被广泛地研究应用于缓释材料、医用敷料、膜材料、可吸收缝合线等领域，但由于其成本较高，大多数成果仍然处在研发阶段，上市产品较少。 如何降低成本，将现有的技术转化为生产力，生产出适合市场需求的产品还有待进一步的研究开发。 其它天然高分子类 除了以上 4种天然高分子物质外，人们还利用明胶、多糖、蔗糖、海藻、木 安徽理工大学毕业论文 8 质素、黄原胶等为原料制备出性能优良的高吸水材料，为制备高吸水材料提出了新的原料，进一步丰富和发展了天然高分子类高吸水材料的种类 [25]。 高吸水树脂发展展望 目前国内外研制的各种高吸水树脂大都对去离子水或蒸馏水有较高的吸水率，在盐水中的吸水率却降到 1/101/50，这就造成其在实际应用中大打折扣。 因此要解决以上难题可从以下几个方面进行研究，这也是目前这类高吸水树脂的发展方向： (1)开发抗盐性好的高吸水树脂，扩大使用范围。 可采用接枝单体含有非离子、两性离子的基团或引入氨基和磺酸基等多种方法。 (2)目前国内对高吸水树脂研究中，大约 90%以上是产品开发方面的，涉及高吸水树脂基础理论的研究很少。 今后应在基础理论方面下功夫，进而指导工作的方向。 (3)研发新型的复合型高吸水树脂。 利用无机或有机材料与高吸水树脂物理混合或参与聚合反应而制得的复合型高吸水树脂，不但可以提高树脂的吸水性能、耐盐性能和保水性能， 也可以降低成本。 (4)采用新的引发方法，特别是微波辐射方法、紫外辐射方法和超声法，并实现其工业生产，是目前研究的热点之一。 (5)改进工艺路线。 研究开发天然型吸水剂，是在人们环保意识、资源意识不断增强的条件下展开的，符合世界研制绿色工艺产品，追求环境友好的发展趋势。 天然植物功能高分子材料产品，原料取自自然，产品发挥作用经生物降解又回归自然。 如能顺应市场需开发这类产品，必将有良好的前景。 本文研究内容 (1)本文以 AMPS、 CTS、 MA为单体， NMBA 为交联剂， APS 为引发剂，采用紫外固化法合成了高吸 水树脂，并通过单因素实验得出了最佳的合成条件。 (2)本文对最优条件合成出来的树脂进行了吸水速率、吸液性能及耐热性能的测定。 (3)利用 IR、 DSCTGA分析等表征方法对树脂的结构进行了表征。 安徽理工大学毕业论文 9 第 2 章 高吸水性树脂的合成及测试方法 高吸水性树脂的合成 实验原料 表 1 试剂 生产厂家 纯度 2丙烯酰胺基 2甲基丙磺酸 (AMPS) 山东寿光联盟精细化工有限公司 工业品 壳聚糖（ CTS） 上海蓝季科技发展有限公司 CR N， N’ 亚甲基双丙烯酰胺 (MBA) 国药集团化学试 剂有限公司 CR 马来酸酐（ MA） 国药集团化学试剂有限公司 CR 氢氧化钠 (NaOH) 广东汕头西陇化工厂 AR 氯化钠 (NaCl) 天津市博迪化工有限公司 AR 蒸馏水 自制 实验仪器 表 2 仪器 厂家 紫外固化机 UA125A 北京埃士博印刷新技术发展中心 调速机械搅拌器 国华电器有限公司 恒温水浴锅 国华电器有限公司 电热恒温干燥箱 上海福玛实验设备有限公司 电子天平 上海精密科学仪器有限公司 PH自动电位滴定仪 上海大中分析仪器厂 安徽理工大学毕业论文 10 合成方法 称取适 量的 AMPS 于烧杯中，加入蒸馏水溶解，用 NaOH 溶液调节 PH到一定值，加入一定量马来酸酐和一定量用 2% 的乙酸溶解后的壳聚糖溶液，待混合均匀后再加入一定量的引发剂和交联剂。 放在紫外灯下反应一段时间后取出 , 得到白色半透明状胶体产物，将其粉碎加入蒸馏水中常温搅拌约 4h, 静置 5h后过滤烘干即得纯化产品。 每组数据重复 3 次，取平均值。 合成流程图 图 2 合成流程 性能测试 吸水速率的测定 称取一定量的树脂放入 200 目的尼龙袋中，分别测定 树脂在不同时间的吸水率 ，最后可以得到树脂吸水倍率与时间的变化曲线。 保水性的测定 恒温保水性的测定吸水饱和的凝胶盛于尼龙袋中，将尼龙袋悬挂放入己恒温（约 800℃ ）的烘箱中，每隔一定时间，取出称重，得到凝胶质量随时间变化 ： Ri =Wi/W0 100% 式中： i 凝胶的保水率 (%) ( i =1， 2， 3，„„；下同 ) Wi— 第 I 次称重时，凝胶的质量 (g) W0凝胶的初始质量 (g) 调节 PH值 紫外固化 干燥、粉碎 2% 的乙酸溶解 CTS 高吸水树脂产品 MA NMBA APS AMPS 溶于 蒸馏水 安徽理工大学毕业论文 11 反复吸液性的测定 准 确称取少量所得产品，将产品放入 200 目滤袋，再放入盛有 500ml 蒸馏水的烧杯中，待充分溶胀后，自然沥干至无水滴下，称出吸过水后滤袋质量，将湿树脂放入烘箱中烘干，烘干后称出干树脂质量。 按下式计算树脂的吸液率： 吸液率 （ g/g） =(m1m2)/m2 m1 —— 湿树脂的质量 m2 —— 干树脂的质量 红外表征 红外与拉曼光谱是分子光谱， 用于研究分子的振动能级跃迁，是有机功能团鉴定及结构研究的常用方法。 将所制得的样品纯化 、 研细， 于 60℃ 干燥， 在波数 500cm14000cm1下进行红外分析。 DSCTGA 热分析 在 N2 气氛下，温度由室温升至 800℃ ，升温速度为 10℃ /min，考察树脂的热稳定性。 安徽理工大学毕业论文 12 第 3 章 结果与讨论 固含量对树脂吸水率的影响 固定 n(AMPS):n(MA)= 10:1，ω (CTS)＝２％， pH=5，ω (NMBA)= 3%，ω(APS)=%， 固化时间 t =7min，固含量对树脂吸水率的影响如图 2所示。 从图中可知，随着固含量的增加，树脂的吸水率先增加后减小，体系的固含量为 %时，树脂的吸水率最好。 当固含量很小时，虽然体系黏度小，自由基和单体容易扩散，但自由基和单体的浓度相对较低，碰撞的几率小，且自由基容易被链终止，形成的交联网络结构较疏松且不够完善；固含量很大时，由于体系的黏度较大，自由基和大分子链不容易扩散，形成的均聚物增多，接枝效率较低，也不能形成比较完善的交联结构，故吸水率较低。 只有当固含量为 %时，自由基和单体扩散性好且不容易 链终止，形成的网络结构较完善，吸水率较高。 10 12 14 16 18 20 22 240100200。