CN101081881A - 纳米可分散cmc-丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高分子吸水树脂的合成方法。纳米可分散CMC-丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,其特征是它包括如下步骤:1)按各组成原料的重量份数为:丙烯酸10-50,氢氧化钠3-10,水8-20,CMC 1-10,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.5,过硫酸铵0.01-1,正己烷20-200硫酸酯型表面活性剂10-100;选取原料;2)将各组成原料加入带夹套、冷凝器的反应釜内,搅拌速度在400转/分以上,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,然后在常压反应釜内逐步开温到60-70℃,反应时间是4-6小时;3)反应釜的夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料;4)步骤3)得到的反应物料用甩干机甩干,将甩干的反应物料干燥后,得成品。该方法得到的高分子吸水树脂在水溶液中均匀分散。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子吸水树脂的合成方法。
背景技术
在已有技术中CMC——丙烯酸系高分子吸水树脂的合成方法主要采用溶液聚合,反相悬浮聚合等方法。
反相悬浮聚合方法是指在反应容器中加入有机溶剂和悬浮剂(表面活性剂),在一定的搅拌转速下,再加入溶有水溶性引发剂和交联剂与反应单体水溶液,在保护气体作用下及一定温度条件下,进行化学聚合的方法。
溶液聚合操作简单,无环境污染但反应所产生热量难以散发,且聚合体系粘度太高,往往难以在通常的反应器中进行,后处理非常困难。
通常反相悬浮聚合方法合成的CMC——丙烯酸系高分子吸水树脂吸水后分子链不能分散,呈团状集聚体(如图1所示),达不到高分子吸水树脂的分子链呈纳米程度分散的特定目地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,该方法得到的高分子吸水树脂在水溶液中均匀分散。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,采用反相悬浮聚合方法,其特征是它包括如下步骤:
1)按各组成原料的重量份数为:
丙烯酸(AA) 10-50,
氢氧化钠 3-10,
水 8-20,
CMC(羧甲基纤维素) 1-10,
N,N′-亚甲基双丙烯酰胺 0.01-0.5,
过硫酸铵 0.01-1,
正己烷 20-200,
硫酸酯型表面活性剂 10-100;
选取丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂,备用;
2)将丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂加入带夹套、冷凝器的反应釜内,搅拌速度在400转/分以上,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,然后在常压反应釜内逐步开温到60-70℃,反应时间是4-6小时;
3)、反应釜的夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料,得反应物料;
4)、步骤3)得到的反应物料用甩干机(目的是把正己烷等未反应物分离出,其未反应物分离物可重复使用)甩干,将甩干的反应物料干燥后即为成品(即纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂)。
所述的硫酸酯型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐。
得到的成品为乳白颗粒状物质,其吸水率可达到吸收自身重量的200-800倍以上。在水溶液中分散的高分子吸水树脂的分子链的长度为数纳米(见图2)。
传统的合成方法使用的表面活性剂很少,一般用作悬浮剂;使合成的高分子吸水树脂在水中的分散性较差,呈团状集聚体(见图1)。本发明采用增大使用的表面活性剂的方法,使合成的高分子吸水树脂中含有大量的表面活性剂,表面活性剂与高分子吸水树脂的分子链成互穿网络结构,当高分子吸水树脂吸水后高分子链与表面活性剂的分子链相互作用,使高分子吸水树脂分子链迅速在水溶液中分散,高分子吸水树脂分子链的长度为数纳米,在搅拌工具的作用下,可在水溶液中均匀分散,而且不引起环境污染。
本发明的合成方法能有效的控制合成温度,其工艺流程简单,生产安全系数高,生产成本低。可作为在工业、农业、日用品、医疗卫生等方面具有广泛用途。特别适合作吸水剂,表面活性剂,防冻液辅助材料,高凝固——溶化潜热的储能溶液材料,颜料用高分子多功能润湿、分散助剂材料等使用。
附图说明
图1是传统的合成方法得到的CMC——丙烯酸高分子吸水树脂在在水溶液中分散图。
图2是本发明的合成方法得到的CMC——丙烯酸高分子吸水树脂在在水溶液中分散图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1:
在小型搪玻璃釜中加入2.6立升正己烷,CMC(羧甲基纤维素)1kg,硫酸酯型表面活性剂0.62立升[所述硫酸酯型表面活性剂,如:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称:AES),分子式为R-O(CH2CH2O)nSO3Na],N,N亚甲基双丙烯酰胺28g,过硫酸铵37g,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,开动搅拌机保持在450转/分,搅拌10-30分钟,加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸7kg,氢氧化钠2.7kg,水7.6kg)然后保持在400转/分,升温到60℃保持1小时,升温到70℃保持4小时,反应结束后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料。使用甩干机把正己烷等未反应物分离出,其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品(纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂),得到的成品为乳白颗粒状物质,其吸水率可达到吸收自身重量的200倍以上。得到的成品在水溶液中均匀分散,在水溶液中分散的高分子吸水树脂的分子链的长度为数纳米(见图2)。
实施例2:
在小型搪玻璃釜中加入3.2立升正己烷,CMC(羧甲基纤维素)1kg,硫酸酯型表面活性剂1.25立升[所述硫酸酯型表面活性剂,如:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称:AES),分子式为R-O(CH2CH2O)nSO3Na],N,N亚甲基双丙烯酰胺14g,过硫酸铵26g,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,开动搅拌机保持在450转/分,搅拌10-30分钟,加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸7kg,氢氧化钠2.7kg,水7.6kg)然后保持在400转/分,升温到60℃保持1小时,升温到70℃保持4小时,反应结束后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料。使用甩干机把正己烷等未反应物分离出,其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品(纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂),得到的成品为乳白颗粒状物质,其吸水率可达到吸收自身重量的300倍以上。得到的成品在水溶液中均匀分散。
实施例3:
在小型搪玻璃釜中加入3.8立升正己烷,CMC(羧甲基纤维素)1kg,硫酸酯型表面活性剂1.85立升[硫酸酯型表面活性剂,如:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称:AES),分子式为R-O(CH2CH2O)nSO3Na],N,N亚甲基双丙烯酰胺7g,过硫酸铵26g,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,开动搅拌机保持在450转/分10-30分,加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸7kg,氢氧化钠2.7kg,水7.6kg)然后保持在400转/分,升温到60℃保持1小时,升温到70℃保持4小时,反应结束后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料。使用甩干机把正己烷等未反应物分离出,其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品(纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂),得到的成品为乳白颗粒状物质,其吸水率可达到吸收自身重量的800倍以上。得到的成品在水溶液中均匀分散。
实施例4:
纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,采用反相悬浮聚合方法,它包括如下步骤:
1)按各组成原料的重量份数为:丙烯酸(AA)10,氢氧化钠3,水8,CMC(羧甲基纤维素)1,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01,过硫酸铵0.01,正己烷20,硫酸酯型表面活性剂10;选取丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂,备用;其中硫酸酯型表面活性剂,如:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称:AES),分子式为R-O(CH2CH2O)nSO3Na;
2)将丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂加入带夹套、冷凝器的反应釜内,搅拌速度在400转/分以上,在反应釜内通入氮气通气时间15分钟,然后在常压反应釜内逐步开温到60℃,反应时间是4小时;
3)、反应釜的夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料,得反应物料;
4)、步骤3)得到的反应物料用甩干机(目的是把正己烷等未反应物分离出,其未反应物分离物可重复使用)甩干,将甩干的反应物料干燥后即为成品(即纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂)。
实施例5:
纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,采用反相悬浮聚合方法,它包括如下步骤:
1)按各组成原料的重量份数为:丙烯酸(AA)50,氢氧化钠10,水20,CMC(羧甲基纤维素)10,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.5,过硫酸铵1,正己烷200,硫酸酯型表面活性剂100;选取丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂,备用;其中硫酸酯型表面活性剂,如:脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称:AES),分子式为R-O(CH2CH2O)nSO3Na;
2)将丙烯酸、氢氧化钠、水、CMC、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂加入带夹套、冷凝器的反应釜内,搅拌速度在400转/分以上,在反应釜内通入氮气通气时间30分钟,然后在常压反应釜内逐步开温到70℃,反应时间是6小时;
3)、反应釜的夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料,得反应物料;
4)、步骤3)得到的反应物料用甩干机(目的是把正己烷等未反应物分离出,其未反应物分离物可重复使用)甩干,将甩干的反应物料干燥后即为成品(即纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂)。
Claims (2)
1.纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,采用反相悬浮聚合方法,其特征是它包括如下步骤:
1)按各组成原料的重量份数为:
丙烯酸 10-50,
氢氧化钠 3-10,
水 8-20,
羧甲基纤维素 1-10,
N,N′-亚甲基双丙烯酰胺 0.01-0.5,
过硫酸铵 0.01-1,
正己烷 20-200,
硫酸酯型表面活性剂 10-100;
选取丙烯酸、氢氧化钠、水、羧甲基纤维素、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂,备用;
2)将丙烯酸、氢氧化钠、水、羧甲基纤维素、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、正己烷和硫酸酯型表面活性剂加入带夹套、冷凝器的反应釜内,搅拌速度在400转/分以上,在反应釜内通入氮气通气时间15-30分钟,然后在常压反应釜内逐步开温到60-70℃,反应时间是4-6小时;
3)、反应釜的夹套内通冷却水降温到室温,放出反应物料,得反应物料;
4)、步骤3)得到的反应物料用甩干机甩干,将甩干的反应物料干燥后,得纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂。
2.根据权利要求1所述的纳米可分散CMC——丙烯酸高分子吸水树脂的合成方法,其特征是:所述的硫酸酯型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐。
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