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反相懸浮法制備高吸水樹脂

發布時間:2022-08-22 06:24:46

Ⅰ 止尿褲裡面吸水的膠狀物是什麼材料

高吸水性樹脂(SPA)又稱超強吸水劑,是一種新型的功能高分子材料。吸水倍數可達自身質量的數百乃至數千倍。最早的高吸水性樹脂是1974年美國學業部北方研究所研製的澱粉接枝丙烯腈共聚物的水解物,但20世紀80年代初卻是日本的高吸水性樹脂開發技術占據了主導地位。雖然高吸水性樹脂的開發時間較短,但各方面發展非常快,如1983年世界總產量為6000t,到1987年僅日本的產量就達到了36000t;目前全世界生產高吸水性樹脂的廠家達 30-40個,主要分布在日本、美國及歐洲;產品從澱粉接枝丙烯腈發展到澱粉接枝丙烯酸、交聯纖維素類、聚丙烯酸鹽、共聚物水解、聚醚、聚氨酯等類;高吸水性樹脂的吸水率從80年代的百倍提高到目前的四五千倍。我國開展高吸水性樹脂研製的時間較短(20世紀80年代初開始),但研究、生產單位已達數十家,高吸水性樹脂的專利已達數十種。1999年的累計產量已達近千噸,但仍存在品種單一、質量參差不齊等問題,缺少高功能的產品,某些含量的指標偏高。目前世界上佔主導地位的是聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂。4 [5 f% L/ b6 @2 B7 C
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1 高吸水性樹脂生產方法1 p$ a0 T* q. { Q; |; T
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通過天然高分子的接枝改性合成的高吸水性樹脂的優點是成本較低、產物超過使用周期可以分解,缺點是工藝復雜、產品易**,強度較差。天然高分子的接枝主要有以下幾種方法。
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澱粉-丙烯腈接枝共聚物:澱粉-丙烯腈接枝共聚物的水解產物是世界上第一個開發的高吸水性樹脂。特點是吸水倍數高(1000-3000倍)、成本低。缺點是水解工藝比較復雜,乾燥效率低。合成所用的硝酸鈰銨是至今澱粉接枝不飽和單體最有效的引發劑,其工藝過程為:澱粉糊化→冷卻→接枝共聚→加壓水解→冷卻→酸化→離心分離→中和→乾燥→成品包裝。如果採用三價錳鹽-硫酸亞鐵銨雙氧水組成的復合引發體系,則接枝效率可達95%。合成時需要控制引發劑用量、加入方式、溫度、澱粉種類和丙烯腈用量等。但關鍵是控制共聚物的皂化方法和皂化程度。
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澱粉-混合單體的接枝共聚物:即在澱粉上除了接枝丙烯腈外,還可以接枝丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯醯胺等單體。其優點是進一步提高產物的吸水倍數,此外,如採用顆粒澱粉,可省去糊化工序,縮短皂化時間,產品容易過濾、分離、清洗、貯存。
澱粉-聚丙烯酸鈉的接枝共聚物優點是將澱粉和聚丙烯酸鈉水溶液在加熱條件下進行混煉,即過程力化學接枝形成產物。+ v" G1 \+ u' U/ k4 P
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纖維素的接枝共聚物:即將丙烯腈等單體分散在纖維素漿液中,在鈰鹽引發劑的作用下進行接枝共聚,再加壓水解。其優點是:雖然吸水倍數不如澱粉類共聚物,但可製成高吸水性織物,可與纖維混紡,改善最終產品的吸水性能。
天然高分子羧甲基化:特點是控制羧甲基化的程度,交聯後可得吸水性不同的產物。
交聯水溶性合成樹脂8 k2 q h/ `4 E7 L$ \7 T, U4 B
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以水溶性合成樹脂為原料合成高吸水樹脂是目前的主導,其優點是克服了天然高分子接枝後改性的不足,並且原料豐富,缺點是成本偏高。具體合成方法為:; i) f' l- Q4 A% {: l& W0 A
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聚乙烯醇的交聯改性:主要通過酸酐的交聯,並引入-COONa基團。特點是吸水性能可調。! G8 K( E/ c- }4 @- Z P
聚丙烯醯胺的交聯改性:主要通過輻射引發或引發劑引發磷酸、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等與聚丙烯醯胺交聯,如採用丙烯酸鈉與丙烯醯胺共聚交聯,可得吸水量可達2000g/g的高吸水性樹脂。
聚丙烯腈的改性:主要是通過丙烯腈與甲基丙烯酸、N-羥甲基丙烯醯胺進行共聚、紡絲、再硫酸浸漬製得纖維狀吸水樹脂。5 M* v: o( }! v, Z5 V( [6 g
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聚丙烯酸的改性:主要是通過丙烯酸鹽類單體的水溶液聚合或反相懸浮聚合製得,其產量是最大的。交聯方法可以採用交聯劑交聯、自身交聯、離子交聯等方法。) F, V y: c% I T4 W

Ⅱ 懸浮離子監測中maxs是什麼含義

一般懸浮聚合是以水為分散介質,反應單體或高分子(油相)作為液滴或粒子,引發劑、催化劑等溶解在油相中進行反應的合成法.反相懸浮聚合是以油相為分散介質,單體或高分子作為水相,依靠懸浮穩定劑的作用分散在油相中,形成油包水的懸浮液,採用水溶性引發劑或催化劑在水相中進行反應的合成法.
由於丙烯酸類單體多為親水性或水溶性物質,故反相懸浮聚合成為其制備的主導方法.反應時,一般先將丙烯酸中和到70~85%,與共聚單體、交聯劑(多用N,N-亞甲基雙丙烯醯胺)、引發劑(多用過硫酸鹽)溶於蒸餾水中(單體濃度以25%為宜),製得混合單體溶液,然後將其加入到輕油和懸浮穩定劑(多為Span系列)組成的油相中(油水比以3~5為宜),混合均勻,通氮氣驅氧,然後升溫至50~80°C,反應3~4h,經甲醇洗滌、乾燥得產品.
反相懸浮聚合製得產品吸水速度快,吸水能力高,粒徑分布均勻,後處理簡單,只需乾燥即可獲得產品,無需進行粉碎篩分,但存在溶劑回收問題.為了提高反應的穩定性及產品的吸水能力,許多學者做了大量研究工作[6,8].
交聯密度對樹脂的吸水能力影響極大.研究表明,在一定條件下,交聯密度的大小直接決定了樹脂的吸水能力[6].蔣篤孝等[6f]採用聚乙二醇雙丙烯酸酯作交聯劑制備聚丙烯酸鈉(PSA)高吸水樹脂,發現交聯劑鏈長對樹脂吸水率及吸水速率影響較大.當聚乙二醇分子量為600時,樹脂的吸水率最大,吸去離子水達1150 g/g(系指平衡吸水倍率,下同),吸0.9%NaCl水溶液125g/g,且所得凝膠具有較大強度.
恰當的選擇懸浮穩定劑能提高反應的穩定性.王進等[8a]用Span60與Span85混配體系作懸浮穩定劑,反應穩定性顯著提高;並發現採用程序升溫的方法能提高吸水能力,製得的PSA吸去離子水達1200 g/g.薛翠花等[8b]採用一種烴基磷酸酯鹽作懸浮穩定劑制備PSA高吸水樹脂,較好的解決了聚合物粘槽的問題,樹脂的吸水能力達1200 g/g,保水性能良好,放置7天後,吸水率仍保持在1000 g/g以上.田大聽等[8c]以兩性高分子(丙烯酸及十八酯共聚物)作懸浮穩定劑,制備聚9丙烯酸鈉-丙烯醯胺)樹脂,效果較Span等好,體系穩定,產品吸去離子水1050 mL/g,吸0.9%NaCl液86 mL/g,並發現用甲酸作鏈轉移劑,吸液率提高.
S.Kiatkamjotnwong等[6c]用反相懸浮聚合制聚(丙烯酸鉀-丙烯醯胺)樹脂,吸去離子水775 g/g(吸水速度為21.41 s),吸0.9%NaCl液60 g/g;並發現離子強度相同的一價鹽(NaCl、KCl、KI、KBr)溶液對吸水能力的影響基本相同,而同濃度的MgCl2 和CaCl2溶液,由於離子強度大,並能與COO-形成絡合物從而增加交聯密度,使吸水能力下降更大,這個現象被許多研究證實[6d,6e];所得的水凝膠還有pH敏感性,pH=5~12時,吸水能力基本不變,pH12時,吸水能力急劇下降.

Ⅲ 朱靖的學術簡介

主要研究方向:含磷阻燃聚合物的研究;苯並惡嗪型耐熱材料的研製;碳納米管的超支化聚合物修飾。主要代表性研究成果:1.通過省級鑒定的科研項目24項;2.獲得省科技成果獎勵的科研項目13項, 其中①國家九五重點科技攻關項目 「醫葯中間體-溴代環丙烷的合成研究」2003年獲省政府頒發的河南省科技進步獎二等獎。(證書編號:2003-J-066-R03/10);②「反相懸浮聚合法合成丙烯酸系高吸水性樹脂」2004年獲河南省科技進步獎三等獎。(證書編號:2004-J-228-R02/07);③國家火炬項目「PAMR系列碳化硅質耐火材料、陶瓷用樹脂」2011年獲河南省科技進步獎二等獎。(證書編號:2011-J-97- R06/ 09)。主持在研的省部級科研項目2項:河南省科技廳立項的河南省重點自然科學項目,項目名稱:「環糊精基快速可回收高吸油樹脂的制備」,立項時間2011年。發表核心以上學術論文七十餘篇,其中SCI、EI收錄17篇。5.主編化工出版社出版的《有機化學實驗》教材一部; 參編化工出版社和鄭大出版社出版的《有機化學》教材各1部。6.獲得發明專利一項、實用新型專利一項。

Ⅳ water absorption和sorptivity的區別

water absorption吸水作用,吸水性的意思,它有兩個單片語成,水和吸收,所以不一定是吸水性,可能指吸水作用、過程,相對來說非專業人員也較常用。而sorptivity就是吸水性了,一般是個專業的單詞。

Ⅳ 求高吸水性樹脂工藝比較

高吸水性樹脂工藝比較

高吸水性樹脂(SPA)又稱超強吸水劑,是一種新型的功能高分子材料。吸水倍數可達自身質量的數百乃至數千倍。最早的高吸水性樹脂是1974年美國學業部北方研究所研製的澱粉接枝丙烯腈共聚物的水解物,但20世紀80年代初卻是日本的高吸水性樹脂開發技術占據了主導地位。雖然高吸水性樹脂的開發時間較短,但各方面發展非常快,如1983年世界總產量為6000t,到1987年僅日本的產量就達到了36000t;目前全世界生產高吸水性樹脂的廠家達30-40個,主要分布在日本、美國及歐洲;產品從澱粉接枝丙烯腈發展到澱粉接枝丙烯酸、交聯纖維素類、聚丙烯酸鹽、共聚物水解、聚醚、聚氨酯等類;高吸水性樹脂的吸水率從80年代的百倍提高到目前的四五千倍。我國開展高吸水性樹脂研製的時間較短(20世紀80年代初開始),但研究、生產單位已達數十家,高吸水性樹脂的專利已達數十種。1999年的累計產量已達近千噸,但仍存在品種單一、質量參差不齊等問題,缺少高功能的產品,某些含量的指標偏高。目前世界上佔主導地位的是聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂。

1 高吸水性樹脂生產方法

1.1 天然高分子的接枝

通過天然高分子的接枝改性合成的高吸水性樹脂的優點是成本較低、產物超過使用周期可以分解,缺點是工藝復雜、產品易腐敗,強度較差。天然高分子的接枝主要有以下幾種方法。

澱粉-丙烯腈接枝共聚物:澱粉-丙烯腈接枝共聚物的水解產物是世界上第一個開發的高吸水性樹脂。特點是吸水倍數高(1000-3000倍)、成本低。缺點是水解工藝比較復雜,乾燥效率低。合成所用的硝酸鈰銨是至今澱粉接枝不飽和單體最有效的引發劑,其工藝過程為:澱粉糊化→冷卻→接枝共聚→加壓水解→冷卻→酸化→離心分離→中和→乾燥→成品包裝。如果採用三價錳鹽-硫酸亞鐵銨雙氧水組成的復合引發體系,則接枝效率可達95%。合成時需要控制引發劑用量、加入方式、溫度、澱粉種類和丙烯腈用量等。但關鍵是控制共聚物的皂化方法和皂化程度。

澱粉-混合單體的接枝共聚物:即在澱粉上除了接枝丙烯腈外,還可以接枝丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯醯胺等單體。其優點是進一步提高產物的吸水倍數,此外,如採用顆粒澱粉,可省去糊化工序,縮短皂化時間,產品容易過濾、分離、清洗、貯存。

澱粉-聚丙烯酸鈉的接枝共聚物優點是將澱粉和聚丙烯酸鈉水溶液在加熱條件下進行混煉,即過程力化學接枝形成產物。

纖維素的接枝共聚物:即將丙烯腈等單體分散在纖維素漿液中,在鈰鹽引發劑的作用下進行接枝共聚,再加壓水解。其優點是:雖然吸水倍數不如澱粉類共聚物,但可製成高吸水性織物,可與纖維混紡,改善最終產品的吸水性能。

天然高分子羧甲基化:特點是控制羧甲基化的程度,交聯後可得吸水性不同的產物。

1.2 交聯水溶性合成樹脂

以水溶性合成樹脂為原料合成高吸水樹脂是目前的主導,其優點是克服了天然高分子接枝後改性的不足,並且原料豐富,缺點是成本偏高。具體合成方法為:

聚乙烯醇的交聯改性:主要通過酸酐的交聯,並引入-COONa基團。特點是吸水性能可調。

聚丙烯醯胺的交聯改性:主要通過輻射引發或引發劑引發磷酸、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等與聚丙烯醯胺交聯,如採用丙烯酸鈉與丙烯醯胺共聚交聯,可得吸水量可達2000g/g的高吸水性樹脂。

聚丙烯腈的改性:主要是通過丙烯腈與甲基丙烯酸、N-羥甲基丙烯醯胺進行共聚、紡絲、再硫酸浸漬製得纖維狀吸水樹脂。

聚丙烯酸的改性:主要是通過丙烯酸鹽類單體的水溶液聚合或反相懸浮聚合製得,其產量是最大的。交聯方法可以採用交聯劑交聯、自身交聯、離子交聯等方法。

2 高吸水性樹脂的應用

2.1 在農業與園藝方面的應用

用於農業與園藝方面的高吸水性樹脂又稱為保水劑和土壤改良劑。我國是世界上缺水較嚴重的國家,因此,保水劑的應用就顯得越來越重要,目前國內已有十幾家科研院所的研製高吸水性樹脂產品用於糧、棉、油、糖、煙、果、菜、林等60多種植物上進行應用試驗,推廣面積超過7萬多公頃,並在西北、內蒙等地利用高吸水性樹脂進行大面積防砂綠化造林。用於這方面的高吸水性樹脂主要是澱粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯物和丙烯醯胺-丙烯酸鹽共聚交聯物,其中鹽已由鈉型轉向鉀型。使用的方法主要有拌種、噴撤、穴施、或用水調成糊狀後浸泡植物根部。同時,還可以利用高吸水性樹脂對化肥進行包衣後施肥,充分發揮化肥的利用率,防止浪費和污染。國外還利用高吸水性樹脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。

2.2 在醫用、衛生方面的應用

主要用作衛生巾、嬰兒尿布、餐巾、醫用冰袋;用於調節環境氣氛的膠狀日用芳香材料。用作軟膏、霜劑、擦劑、巴布劑等的基質醫用材料,具有保濕、增稠、皮膚浸潤、膠凝的作用。還可以製作成控制葯物釋放量、釋放時間、釋放空間的智能載體。

2.3 在工業方面的應用

利用高吸水性樹脂高溫吸水低溫釋放水的功能製作工業防潮劑。在油田採油作業中,尤其老油田的採油作業,利用超高相對分子質量的聚丙烯醯胺的水溶液進行驅油效果非常好。還可以用於有機溶劑的脫水,尤其對極性小的有機溶劑其脫水效果十分顯著。還有工業用的增稠劑、水溶性塗料等。

2.4 在建築方面的應用

在水利工程使用的遇水快速膨脹材料,是純粹的高吸水性樹脂,主要用於汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預制縫的堵水;用於城市污水處理和疏竣工程的泥漿固化,以便於挖掘和運輸等。

高吸水性樹脂基本成本核算

廣泛用於農業、工業、生活領域,極具發展前景的國內高吸水性樹脂行業,由於反傾銷後原材料市場形成壟斷,價格暴漲,導致30多家高吸水性樹脂企業紛紛倒閉、停產,與此同時,國外產品趁機大量湧入國內市場。

反傾銷後丙烯酸價格驚人上漲

作為國內生產丙烯酸及酯的最大生產企業——北京東方化學工業集團(以下簡稱東方化工)、上海高橋石化丙烯酸廠、吉聯(吉林)石油化學有限公司,針對國外出口丙烯酸酯的大量低價傾銷行為提起了反傾銷調查。2001年6月和2003年4月,國家先後公布了對原產日本、美國、德國,及韓國、印尼、馬來西亞和新加坡等進口丙烯酸酯的反傾銷案終裁決定。三家企業獲得了反傾銷的勝訴。

據了解,近10年來,我國丙烯酸工業發展很快,但仍不能滿足迅速增長的市場需求。國內自給率呈逐年下降趨勢,由1996年的80%降至2001年的44%,對進口依賴度相應由20%增加到56%。

實行反傾銷措施後,國內丙烯酸由原來的供過於求,一下變為奇貨可居,其價格出現了驚人的上漲:東方化工乙烯產品出廠價格報單顯示,從2003年七八月份至今年2月,丙烯(基礎原料)單價一直穩定為5700元/噸,但丙烯酸酯的最高價格為每噸17000元,上漲了1倍。而相關產品丙烯酸,由最低時的每噸6750元漲至21600元,上漲約3倍。

化工專家介紹,東方化工等三家企業的丙烯酸酯產品在市場上佔有絕對優勢,它們同時又是丙烯酸的僅有生產廠家。反傾銷後,由於利潤較低,國外已基本不再向我國出口丙烯酸。面對旺盛的市場需求,三家企業生產能力有限,對丙烯酸的價格又具備排他性。在這種情況下出現的大大超出成本的反常提價行為,令丙烯酸下游產業、高吸水性樹脂行業難以為繼。

下游企業遭受「滅頂之災」

投資達5000萬元的唐山博亞科技工業開發有限公司,是全國最大的保水劑生產示範基地,如今企業已經停產半年。財務主管任海霞說:「去年八九月份,丙烯酸價格往上猛躥,實在太離譜了,我們的產品賣一噸要賠3000多元,賣得越多,賠得就越多,不停產拖不下去了。原料廠家獲得這樣的超額利潤不正常。」

另一家被迫停產的陝西漢中樹脂有限公司,也是一家國有企業,去年丙烯酸價格漲到1.3萬元左右,就無力生產了。總經理隆建民說:「我們1989年就正式出高分子產品,到2000年占據了比較大的市場份額,光設備投入就有500萬元。誰想到,市場剛剛發育並替代了進口,就遭致『滅頂之災』,職工放假8個多月了。」

目前我國高吸水性樹脂生產企業有近40家,年產能力3萬噸,但產量不到3000噸。國有企業尚且如此遭遇,由於原料供應不能保證,且價格大大超出企業承受能力的民營企業更是紛紛倒閉關門。

唯一苦苦支撐的濟南昊月樹脂有限公司,曾占據國內高分子吸水樹脂銷售市場的30%份額,是東方化工的丙烯酸大客戶,幾度全面停產,各項經濟損失近500萬元。這家企業自今年2月先後向商務部、發展改革委等提出反壟斷調查,到目前沒有明確結果。

昊月公司總經理楊志亮說:「最初丙烯酸價格飛漲,我們覺得是原材料丙烯價格上漲所致,然而,經過認真調查發現,丙烯的價格一直很穩定,而丙烯酸價格暴漲,廠家利用的正是他們供不應求的趨勢及絕對的支配地位,是明顯的不正當競爭。」

對下游企業的這些遭遇,東方化工銷售部工作人員的說法是,由於一段時間以來石油、水、煤價格普遍上漲,加之丙烯酸類產品一直供不應求,多重因素作用其價格「隨行就市」,國際上也是如此。至於高吸水樹脂企業的停產、倒閉,這是市場的正常「洗牌」行為。

國外廠商進貨量迅速上漲

企業負責人普遍反映,丙烯酸類項目都是國家巨資投入,發展改革委嚴格審批,目的就是考慮整個產業的配置,實現進口替代。可如今企業利用國家的保護政策,只顧自己生產,而無視下游廠商的死活,最終還是讓國家財產和行業發展受損。

據國外一些企業駐中國代表處透露,今年高分子吸水樹脂的進貨量上漲了5倍。日本、韓國企業紛紛湧入,開始都採用平價供應策略,沒想到國內競爭對手沒有了,價格最近開始上漲。記者在調查中了解到,像天津小護士、重慶絲爽、四川吉慶衛生用品有限公司,自去年底以來,已紛紛轉向採用進口商的產品。

化工專家表示,化工類產品實際是個鏈條產業。丙烯酸的漲幅過高,導致國內吸水性樹脂企業萎縮、垮掉。昂貴的化工設備不用,老化是很快的,這些還都是有形損失,而無形損失呢?我國有三四億人使用衛生巾,失去這樣大的市場太可惜了。

反傾銷是把「雙刃劍」

著名反壟斷法專家、對外經濟貿易大學博士生導師黃勇教授認為,我國雖然沒有反壟斷法,但相關精神在反不正當競爭法和價格法中都有體現,問題是很多關鍵的技術性衡量指標無法可依。高吸水樹脂行業的遭遇,反映出反壟斷與反傾銷也存在協調問題,特別是要防止對原材料產品佔有壟斷地位的企業借機抬高價格,使相關產業的發展受損。

一般而言,判斷其行為是否發生壟斷,有三個構成要件:一是企業是否占市場支配地位;二是企業之間是否有共謀,可從其價格上漲趨勢、後果等進行推定;三是在一定時期內不正當地維持高定價。市場支配地位很好判斷,但是否濫用就要進行更細致的調查。需要明確一點,各國的反壟斷法不是反占市場支配地位的企業,而反的是對其支配地位的濫用行為,因而,國家應加快出台反壟斷法。

黃勇教授同時指出,反傾銷也是一把「雙刃劍」,實施這項措施,特別是對化工類原材料產品,要進行上下游及相關產品的成本核算。丙烯酸酯反傾銷,維護了國內幾家企業的利益,但相關產業卻瀕臨倒閉。這是令人深思的,表面上我們奪回了丙烯酸酯市場,但又拱手相讓了高分子樹脂市場。不管是反傾銷還是反壟斷,要建立制度性的溝通和協調機制,最終目的是維護公平的競爭格局,保護消費者福利的整體提高。

Ⅵ KCL(cr)什麼意思

一般懸浮聚合是以水為分散介質,反應單體或高分子(油相)作為液滴或粒子,引發劑、催化劑等溶解在油相中進行反應的合成法。反相懸浮聚合是以油相為分散介質,單體或高分子作為水相,依靠懸浮穩定劑的作用分散在油相中,形成油包水的懸浮液,採用水溶性引發劑或催化劑在水相中進行反應的合成法。

由於丙烯酸類單體多為親水性或水溶性物質,故反相懸浮聚合成為其制備的主導方法。反應時,一般先將丙烯酸中和到70~85%,與共聚單體、交聯劑(多用N,N-亞甲基雙丙烯醯胺)、引發劑(多用過硫酸鹽)溶於蒸餾水中(單體濃度以25%為宜),製得混合單體溶液,然後將其加入到輕油和懸浮穩定劑(多為Span系列)組成的油相中(油水比以3~5為宜),混合均勻,通氮氣驅氧,然後升溫至50~80°C,反應3~4h,經甲醇洗滌、乾燥得產品。
反相懸浮聚合製得產品吸水速度快,吸水能力高,粒徑分布均勻,後處理簡單,只需乾燥即可獲得產品,無需進行粉碎篩分,但存在溶劑回收問題。為了提高反應的穩定性及產品的吸水能力,許多學者做了大量研究工作[6,8]。
交聯密度對樹脂的吸水能力影響極大。研究表明,在一定條件下, 交聯密度的大小直接決定了樹脂的吸水能力[6]。蔣篤孝等[6f]採用聚乙二醇雙丙烯酸酯作交聯劑制備聚丙烯酸鈉(PSA)高吸水樹脂,發現交聯劑鏈長對樹脂吸水率及吸水速率影響較大。當聚乙二醇分子量為600時,樹脂的吸水率最大,吸去離子水達1150 g/g(系指平衡吸水倍率,下同),吸0.9%NaCl水溶液125g/g,且所得凝膠具有較大強度。
恰當的選擇懸浮穩定劑能提高反應的穩定性。王進等[8a]用Span60與Span85混配體系作懸浮穩定劑,反應穩定性顯著提高;並發現採用程序升溫的方法能提高吸水能力,製得的PSA吸去離子水達1200 g/g。薛翠花等[8b]採用一種烴基磷酸酯鹽作懸浮穩定劑制備PSA高吸水樹脂,較好的解決了聚合物粘槽的問題,樹脂的吸水能力達1200 g/g,保水性能良好,放置7天後,吸水率仍保持在1000 g/g以上。田大聽等[8c]以兩性高分子(丙烯酸及十八酯共聚物)作懸浮穩定劑,制備聚9丙烯酸鈉-丙烯醯胺)樹脂,效果較Span等好,體系穩定,產品吸去離子水1050 mL/g,吸0.9%NaCl液86 mL/g,並發現用甲酸作鏈轉移劑,吸液率提高。
S.Kiatkamjotnwong等[6c]用反相懸浮聚合制聚(丙烯酸鉀-丙烯醯胺)樹脂,吸去離子水775 g/g(吸水速度為21.41 s),吸0.9%NaCl液60 g/g;並發現離子強度相同的一價鹽(NaCl、KCl、KI、KBr)溶液對吸水能力的影響基本相同,而同濃度的MgCl2 和CaCl2溶液,由於離子強度大,並能與COO-形成絡合物從而增加交聯密度,使吸水能力下降更大,這個現象被許多研究證實[6d,6e];所得的水凝膠還有pH敏感性,pH=5~12時,吸水能力基本不變,pH<5或pH>12時,吸水能力急劇下降。

Ⅶ 丙烯醯胺的生產工藝流程以及原理

生產方法

方法一:水解法

水解法製得的丙烯醯胺,其丙烯酸鹽鏈節在大分子鏈上的分布是無規則的,它佔大分子鏈上所有鏈節數的摩爾百分比即為水解度。

共聚法相比,一般水解法制備的產物水溶性去屑因子(HD)不高,低於30%,理論上HD大於70%的產物應通過共聚法製取,該法對水解溫度和事件有一定要求,同時水解過程中易發生大分子降解。

方法二:水溶液聚合反應

水溶液聚合反應時把反應單體及引發劑溶解在水中進行的聚合反應。該作法簡單、環境污染少且聚合物產率高,易獲得高相對分子質量聚合物,是聚丙烯醯胺工業生產最早採用的方法,而且一直是聚丙烯醯胺工業生產的主要方法。對水溶液聚合研究已經比較深入。

方法三:反相乳液聚合

反相乳液聚合及反相懸浮聚合之前都需要制備反相膠體分散體系,即將單體水溶液藉助攪拌分散或乳化劑的油相中,形成水/油(W/0)非均相分散體系,然後加入引發劑進行游離基聚合。

一般反相乳液聚合使用油溶性引發劑,多為陰離子型自由基引發劑和非離子自由基引發劑,而反相懸浮聚合多使用費水溶性引發劑,如過硫酸鹽等。 有關AM/AA反相乳液聚合機理的成核機理存在兩種看法:膠束成核及單體液滴成核。其動力學與典型正乳液聚合動力學有較大差別。

方法四:反相懸浮聚合

反相懸浮聚合時近10年發展起來的實現水溶性聚合物工業化生產的理想方法,1982年Di-monie利用電導、NMR、電鏡研究了AM反相懸浮聚合。

方法五:其他聚合方法

除了上述方法外還可以通過Mannich反應、接枝共聚合復合作用等手段對丙烯醯胺及其衍生物的均聚物、共聚物進行改性。 Mannich反應時在聚丙烯醯胺上引入胺類物質,是聚丙烯醯胺獲得陽離子聚電接枝的重要途徑,常用的胺有二甲胺、二乙胺、二乙醇胺等。

AM/AA常與澱粉接枝共聚來制備高吸水樹脂,或與其他大分子單體共聚從而將AM/AA接枝在某類膜。高相對分子質量陽離子聚丙烯醯胺(CPAM)廣泛用於石油開采,但HPAM耐鹽性較差。

為了提高陽離子聚丙烯醯胺(CPAM)耐鹽性,尚振平等人合成了端陽離子聚丙烯醯胺(CPAM)大分子單體,並在水溶液中中用硫酸亞鐵/異丙苯過氧化氫氧化-還原體系引發丙烯醯胺、丙烯酸鈉與聚(β-氨基丙酸)大分子單體的共聚反應,合成了(丙烯醯胺-CO-丙酸鈉)-g-(β-氨基丙酸)接枝共聚物。

(7)反相懸浮法制備高吸水樹脂擴展閱讀

陽離子聚丙烯醯胺使用注意事項:

1、絮團的大小:絮團太小會影響排水的速度,絮團太大會使絮團約束較多水而降低泥餅干度。經過選擇聚丙烯醯胺的分子量能夠調整絮團的大小。

2、污泥特性:第一點理解污泥的來源,特性以及成分,所佔比重。依據性質的不同,污泥可分為有機和無機污泥兩種。

陽離子聚丙烯醯胺用於處置有機污泥,相對的陰離子聚丙烯醯胺絮凝劑用於無機污泥,鹼性很強時用陰離子聚丙烯醯胺,而酸性很強時不宜用陰離子聚丙烯醯胺,固含量高時污泥通常聚丙烯醯胺的用量也大。

3、絮團強度:絮團在剪切作用下應堅持穩定而不破碎。進步聚丙烯醯胺分子量或者選擇適宜的分子構造有助於進步絮團穩定性。

4、聚丙烯醯胺的離子度:針對脫水的污泥,可用不同離子度的絮凝劑經過先做小試進行挑選,選出最佳適宜的聚丙烯醯胺,這樣即能夠獲得最佳絮凝劑效果,又可使加葯量最少,節約本錢。

5、聚丙烯醯胺的溶解:溶解良好才能充分發揮絮凝作用。有時需求加快溶解速度,這時可思索進步聚丙烯醯胺溶液的濃度。

其實在平時處理污水的時候,有些污水,使用單一的一種絮凝劑是達不到效果的,必須兩種結合使用,在使用無機絮凝劑PAC和聚丙烯醯胺復合絮凝劑處理污水會達到更好的效果,但是添加葯劑的時候要注意順序,順序不正確,也是達不到效果.

參考資料來源:網路-聚丙烯醯胺

參考資料來源:網路-丙烯醯胺

Ⅷ 制備高吸水性樹脂過程為什麼要用氮氣保護,氧氣對其有何影響

氧氣在反應過程是阻聚劑,不利於反應進行,使得產品吸水倍率下降,所以在反應開始前就要做好排空氣的准備工作,而且要但其保護。
但工業生產中都沒有氮氣保護。

Ⅸ 高吸水性樹脂都分哪幾類

高吸水性樹脂生產現狀及市場前景

hc360慧聰網塑料行業頻道 2004-05-27 18:36:49

摘要:本文介紹了高吸水性樹脂的國內外研究、生產概況和消費概況,並對我國高吸水性樹脂今後的發展提出了建議。

關鍵詞:高吸水性樹脂;生產;市場;消費;建議

中圖分類號: 文獻標識碼:A 文章編號:1009-4725(2003)12-00

Proction Status and Market Foreground of Super Absorbent Polymers

LIU Fu-shun3, YANG Xiao-rong1, YU Yang3, PANG Hui-yuan2, LI Shu-hong1, ZHAO Jing-feng1

(1. Institute of Science and Technology, Siping 136000, China; 2. Xia San Tai Reservoir, Siping 136000, China; 3. Dan Qing Pharmacy Factory, Siping 136000, China)

Abstract: This paper introced the research, proction and consumption of super absorbent polymers (SAP) at home and abroad. Suggestions about the development of SAP in the future were put forward in the end.

Keywords: super absorbent polymers; proction; market; consumption; suggestion

1 概述

高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer, SAP)是一種含有羧基、羥基等強親水性基因,並具有一定交聯度網路結構的高分子聚合物[1],是一種特殊功能材料。它不溶於水,也不溶於有機溶劑,並具有獨特的性能,通過水合作用能迅速地吸收幾十倍乃至上千倍自身重量的水,也能吸收幾十倍至100倍的食鹽水、血液和尿液等液體,同時具有較強的保水能力。SAP作為一種很有前途的新型功能性高分子材料,完全不同於傳統的吸水材料如海綿、紙、棉等。其應用涉及眾多行業,除衛生用品領域外,在農林園藝和水土保持、醫療、化妝品、建材領域、電纜、電子工業方面也有廣泛的應用[2]。

目前,發達國家對SAP在衛生用品方面的需求雖然日趨飽和,但在廣大發展中國家在這方面的需求卻日趨擴大,各公司紛紛擴大生產,增加研究和開發力度,由於SAP的用途極為廣泛,受到各國高度重視,可見進一步開發SAP仍然有很重大的意義。

2. SAP的生產方法

2.1. SAP的分類

SAP一般按原料分為澱粉系、纖維素系和合成樹脂系三大類。交聯的丙烯酸鹽聚合物是合成樹脂系吸水材料的重要方面,而且被認為最有希望的吸水樹脂。目前用於醫葯衛生用品的大部分SAP是丙烯酸類高吸水聚合物。與其它類型高吸水劑比較,該類聚合物除了具備高吸水性能外,其還具有生產成本低,工藝簡單,產品質量穩定,長時間儲存不會變質等特點,因此成為SAP產品的主流。

2.2 聚丙烯酸鹽系SAP的生產方法

聚丙烯酸鹽系SAP的生產方法主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法[3-7]。

2.2.1 水溶液聚合法

水溶液聚合法是以水為溶劑,將經鹼部分中和後的丙烯酸,在交聯劑存在下進行交聯聚合、乾燥粉碎而製得的SAP的方法。

該法以水為溶劑,生產過程不產生污染,對設備要求低,投資省.操作簡單,生產效率高,缺點是反應速度快.溫度不易控制,後處理需增加乾燥.粉碎.篩分工序,產品性能較差。主要表現:吸水率(吸蒸餾水和生理鹽水)低,吸水速度慢、產品強度小、易吸潮、產品粒度不均等。很難達到衛生用品的要求。採用該法的廠家有日本觸媒、住友精化、三洋化成等公司。國內的SAP生產也基本採用該法。

2.2.2 反相懸浮聚合法

反相懸浮聚合法是以溶劑為分散介質,經鹼中和的水溶液單體丙烯酸鈉,在懸浮分散劑和攪拌作用下分散成水相液滴,引發劑和交聯劑溶解在水相液滴中進行的聚合方法。

該法解決了水溶液聚合法的傳熱、攪拌困難等問題,且反應條件溫和,可直接獲得珠狀產品,生產的SAP粒徑大小可根據用途和吸水要求調節。且吸水率高,吸水速度快,產品強度大,不易吸潮等。符合醫療衛生用品質量要求,但此法生產的吸水樹脂的特性是其它方法無法比擬的,是一種合成SAP的獨特方法。該方法的缺點是主設備材質要求高,設備投資大,採用有機溶劑。需要溶劑回收裝置,容易產生污染。只能進行間歇性生產,設備利用率低,生產效率低。採用該法生產的有日本住友精化和觸媒等公司。我國目前未見採用該法工業生產的報導。

3 SAP的生產概況

1978年日本實現了SAP的工業化生產,隨後,美國Chemdal公司、日本住友精化、觸媒化學公司、德國Stockhause、日本三洋化成、Dowchemica等數十家公司先後投產,1980年世界生產能力均為5 kt,1990年生產能力增強到210 kt,1998年已發展到850 kt,而到2000年,世界SAP生產能力迅速增加到1200 kt左右。目前主要生產地區包括美國、日本、西歐,隨著亞洲市場的擴大,有些公司在亞洲也建廠並投產,東南亞也將成為第四大生產區。

我國從20世紀八十年代初開始了對SAP的研究工作,先後有40多個單位從事過SAP的研究,專利報道有幾十項。目前我國SAP的生產能力在30 kt/a左右,生產企業近30家,但規模都不大,生產能力在1 kt以上的僅7家。其中年產5 kt 的有:陝西華光實業有限公司、青海新型高分子材料有限公司、江蘇國達高分子材料有限公司。3 kt/a的有:保定科翰科技發展有限公司.唐山博亞科技發展有限公司.無錫佳寶衛生材料廠;1 kt/a的有:上海高橋浦江塑料廠,開工率不高,2001年產量約為15 kt。據報導,日本Sandage Polymer公司考慮中國對SAP需求的急速增長,計劃在江蘇南通新建一個產量為130 kt/a的生產基地,預計2005年竣工投產。日本觸媒株式會社將於年底開工建設的日觸化工(張家港)有限公司,總投資4300萬美元,計劃2004年底建成。投入運行後可實現年產SAP 30 kt 的生產能力。產品主要用於紙尿布。

4 SAP的消費情況

SAP是一種功能性吸水材料,由於SAP的應用十分廣泛,SAP的消費近十年來增長很快,美國、西歐和日本是SAP的主要消費國,1999年世界高吸水性樹脂原消費量估計為800 kt,其主要消費國為美國,消費量約為280 kt,佔世界消費量的35%,其次是歐洲,消費量約為200 kt,佔世界消費量的25%,日本消費量約為80 kt,佔世界總消費量的10%。南美.中東和東南亞等地的消費量佔30%,據預測,到2003年全球的需求量將達到1000 kt以上,高吸水性樹脂主要用於衛生材料,如衛生巾.嬰兒尿片.尿褲及病人床墊等,衛生材料的使用量約占總量的80%,農.林保水和育種佔8%,建築助劑佔4%,油田礦產助劑佔3%,其它佔5%。

在我國進入90年代,隨著衛生用品的迅速發展,已形成了中國SAP消費市場,但國內產品無論在價格還是產品質量方面都無法與進口產品競爭,與國外相比還有距離。在我國SAP的消費主要以衛生用品應用為主,預計到2003年,國內SAP的需求將達到30 kt,其中個人衛生用品的消費量約為26 kt ,農林和其它方面的消費量約為4 kt ,到2010年國內SAP的需求量將達到100 kt。目前國內衛生用品使用的SAP大部分為進口產品,目前進口價為1.5~1.8萬元/t,國內SAP生產成本在1.2~1.5萬元/t,售價為1.8~2.2萬元/t。

5 發展建議

高吸水性樹脂是一種多品種、多功能的材料,具有優異的吸水性和保水性,在許多領域已廣泛應用。但是,目前我國高吸水性樹脂的應用還僅局限於個人衛生用品,應大力開展其在農業、醫葯用品、日用化工和建築等其它領域的應用研究。目前我國有幾十家單位研究和生產,至今尚未形成生產規模,由於產品性能和造價過高,國內大部分高吸水性樹脂仍需進口。因此,我國有關部門應積極合作,加大投入,加快科技進步,對現有的技術進行改進,盡快實現反相懸浮聚合的工業化生產,縮短同國外先進技術的差距,帶動高吸水性樹脂的產業化進程。

雖然國內市場對高吸水性樹脂的市場需求迅速增加,但是從世界范圍來看,隨著一批新建裝置的投產,高吸水性樹脂的市場需求會逐漸趨於飽和,中國加入WTO,會給中國企業帶來較大的沖擊。因此,國內高吸水性樹脂行業要克服小裝置遍地開花現象。中國加入WTO後,國外的大公司不會再一味地兼並或重新建廠,而是帶著自己的資金或技術在中國尋找夥伴。因此我國企業應改變觀點、放下包袱,抓住機遇,積極同國外的企業進行合作,充分利用他們的資金或技術優勢,盡快提升自己的產品競爭力,以滿足我國人民日益增長的需求。

聯系電話:0434-3271139。

參考文獻:

[1] 林潤雄,王基偉.高吸水性樹脂的合成與應用[J].高分子通報,2000,(2) :85-92.

[2] 王勇,張玉英.高吸水性樹脂的研究進展[J].中國塑料,2001,(10):14-16.

[3] 鄭延成,周愛蓮.溶液法合成高吸水性樹脂的條件優化[J].精細石油化工,1999,(5):34-36.

[4] 鄒新禧.超強吸水劑[M].北京:化學工業出版社,1991.

[5] 日本公開特許[P],83-127714.

[6] 華峰君,錢孟平,譚春紅.反相懸浮法合成超強吸水劑[J].功能高分子學報,1996,(4):589-596.

[7] 范榮,朱秀林,路建美,等.丙烯酸鈉反相懸浮聚合吸水性能研究[J].高分子材料科學與工程,1995,(6):25-29.

Ⅹ 高吸水性樹脂的制備方法

引入功能團,含多個-NCO基、羥基、羧基的,也可以製成水性的樹脂

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