高分子吸水性树脂是一种不溶于水但在水中能高度溶胀的三维网状聚合物,自从问世以来,从产品种类、产品性能到产品应用都得到了很大的发展。传统合成类高吸水树脂应用十分广泛,但其生产成本高、难以生物降解和某些性能(如耐盐性、耐温性等)的不足给使用者和环境带来巨大负担,因此,开发价格较低、可生物降解、性能优良的高吸水树脂,扩大其应用领域,减少对环境的污染,是当前国内外的重要研究课题之一。 论文参考了大量国内外有关高吸水树脂的文献资料,对该领域的发展过程、研究现状、基本理论、发展趋势作了较为全面的综述。 论文分别以淀粉(ST)、MFR(一种从植物中提取的天然高分子材料)、丙烯酸(AA)、膨润土(MMT)为原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合的方法,分别制备出ST-AA-MMT和MFR-AA-MMT两种有机-无机复合型高吸水树脂。 通过单因素实验,研究了淀粉糊化温度和时间、共聚反应温度和时间、单体配比、加料顺序、引发体系、引发剂的用量、引发剂加入方式、丙烯酸中和度、丙烯酸中和方式、交联剂用量、溶液pH值等各种制备条件对ST-AA-MMT和MFR-AA-MMT性能的影响规律,分析讨论了聚合反应机理和产生这些影响规律的原因。然后通过正交试验,优选了制备ST-AA-MMT和MFR-AA-MMT的最佳实验条件,制备的产物有较好的吸水性能,二者的纯水吸水倍率分别为407g·g-1和1194 g·g-1、0.9%的NaCl溶液中的吸水倍率分别为56.0 g·g-1和107.4 g·g-1,且MFR-AA-MMT的生物降解性能良好,采用土壤掩埋法测得其30天降解率高达52.5%。 论文对所制备的ST-AA-MMT和MFR-AA-MMT高吸水树脂的结构进行了红外光谱表征和分析。 为了更好地反映出所制备的两种有机-无机复合型高吸水树脂与传统合成类AA-AM(丙烯酰胺)高吸水树脂的优缺点,论文通过实验和对大量实验数据的数学拟合,对ST-AA-MMT、MFR-AA-MMT和AA-AM三种高吸水树脂的吸水倍率、吸水速率、耐盐性、保水性、反复吸水能力、生物降解性等进行了比较和评价,得到三种高吸水树脂的吸水速率排序、溶胀速率排序、耐盐性能排序、在三种钠盐(NaBr、NaCl、NaF)溶液中的平衡吸水倍率的排序、pH值变化的耐受性能排序、恒温保水性能排序、反复吸水能力排序、生物降解性能排序等,为这些高吸水树脂的实际应用,以及对它们进一步的深入研究提供了可供参考的基础数据