CN101225139A - 一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法，属于聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的技术领域。将丙烯酸单体加入一定量的水，然后用氢氧化钠水溶液中和，加入丙烯酰胺，再加入相应的交联剂、引发剂，然后在恒温水浴中进行聚合一定时间，造粒，烘干，粉碎，即得性能优良的吸湿树脂。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为116％。

Description

一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法

技术领域

本发明属于高分子吸湿材料领域，具体涉及一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法。

技术背景

目前国内外应用的吸湿材料一般为无机吸潮材料，如木炭、分子筛、变色硅胶等。无机吸湿材料的吸湿效率较低，如常用的硅胶吸收水分仅为自身重量的10～25％，无机吸潮材料的再生也十分复杂。而有机吸湿材料的研究在国内属空白。相关的报道有：“多微孔活性硅胶吸附特性及其对吸附式除湿轮性能的影响”(丁静等，化学工程，1998，6：11～13)文中利用溶胶-凝胶法在陶瓷薄片上制备了多孔活性硅胶薄膜，平衡吸附量比硅胶略有提高；“从鱿鱼软骨提取β甲壳质及其结构表征及应用性能”(周莉等，精细化工，2003，1：8～10)文中采用海洋生物鱿鱼软骨作为原料，得到β甲壳质，在相对湿度为93％时，其最大吸湿率可达到35.13％，高于硅胶32.74％；“魔芋飞粉异味成分的去处及魔芋干燥剂的研制”(胡敏等，精细化工，2000，6：339～342)文中将魔芋粉去处异味后制备干燥剂，其吸水容量为普通干燥剂的2～5倍；在中国专利CN1301319A中，详细叙述了交联的丙烯酸系吸湿性纤维的性能及制备方法，在20℃、相对湿度65％时，其饱和吸湿率可达25-50％；另外，在特开平2-91271号公报和特开平5-132858号公告中都涉及到丙烯酸纤维的吸湿放湿性能，提出利用肼交联处理丙烯酸系纤维之后，再利用碱金属氢氧化物水解残存于该纤维中的腈基，转换成羧基或羧基金属盐，由此制成具有吸湿放湿性的交联丙烯酸系纤维。“二元共聚高吸水性树脂的合成与溶胀性能”[崔英德，郭建维，廖列文等，化工学报，2001，(52)7：601-605]研究了丙烯酸-丙烯酰胺二元共聚超强吸水剂的合成与溶胀性能，研究结果表明：在合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂的过程中，引入一定量的丙烯酰胺单体，不仅能改善其耐盐性能，而且能显著提高吸水速度。但用聚丙烯酸/丙烯酰胺树脂来制备有机高分子吸湿性材料，国内还未见报道。

发明内容：

本发明一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法。

以丙烯酸/丙烯酰胺为聚合单体，将丙烯酸水溶液用质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液中和，中和度为40-60％，丙烯酸单体含量为所有材料的水溶液总重量的15-25％；加入丙烯酰胺单体，丙烯酰胺单体含量为所有材料的水溶液总重量的5％；然后加入交联剂，交联剂为丙三醇或N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，加入量为所有材料的水溶液总重量的0.02～0.2％；再加入引发剂，引发剂分为氧化剂和还原剂，氧化剂选于过硫酸铵或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸钠或硫代硫酸钠，氧化剂用量为所有材料的水溶液总重量的0.01～0.5％，还原剂加入量为所有材料的水溶液总重量的0.01～0.1％，得到配制好的混合液；将配制好的混合放入反应器，然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为40～60℃，聚合反应时间为3～5h；然后造粒，烘干，粉碎，得到一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂。所得一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时，其吸湿容量大于80％。

吸湿容量测试方法：

将10g待测样品在120℃中恒重。然后称重精确到0.01g(称重速度要快，尽量减少暴露空气中的时间)。将样品装入无纺布袋中悬挂于带有空气搅拌、相对湿度为90％的恒温恒湿箱中，温度为30℃，直到1小时间隔的两次连续称重相差不超过5mg，将袋取出称重。按下式计算吸湿速度：

$M=\frac{G}{W}\×100\%$

式中：M——吸湿容量(％)，

G——样品吸湿后增加的重量(g)，

W——样品吸湿前的重量(g)。

具体实施方式

实施例1：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水78.84g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液14.8g，冷却至室温后加入6g丙烯酰胺，加入0.2g交联剂丙三醇；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸钾，加入量为0.05g；还原剂为亚硫酸氢钠，加入量为0.1g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为50℃，聚合反应5h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时(以下实施例都在此条件下测试)，吸湿容量为90％。

实施例2：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水61.92g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液22.2g，冷却至室温后加入5.5g丙烯酰胺，加入0.2g交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.1g；还原剂为亚硫酸氢钠，加入量为0.08g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为50℃，聚合反应3h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为102％。

实施例3：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水85.966g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液20.23g，冷却至室温后加入6.67g丙烯酰胺，加入0.027g交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.34g；还原剂为亚硫酸氢钠，加入量为0.1g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为60℃，聚合反应4h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为96％。

实施例4：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水40.652g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液15.2g，冷却至室温后加入4g丙烯酰胺，加入0.08g交联剂丙三醇；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.008g；还原剂为硫代硫酸钠，加入量为0.06g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为55℃，聚合反应4h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为116％。

实施例5：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水74.958g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液18.54g，冷却至室温后加入6g丙烯酰胺，加入0.24g交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.25g；还原剂为亚硫酸氢钠，加入量为0.012g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为55℃，聚合反应4h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为103％。

实施例6：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水74.466g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液18.81g，冷却至室温后加入6g丙烯酰胺，加入0.024g交联剂丙三醇；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.6g；还原剂为硫代硫酸钠，加入量为0.1g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为50℃，聚合反应5h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时(以下实施例都在此条件下测试)，吸湿容量为98％。

实施例7：

取20g丙烯酸，，然后加入蒸馏水73.188g，搅拌下加入30％氢氧化钠水溶液20.54g，冷却至室温后加入6g丙烯酰胺，加入0.14g交联剂丙三醇；再加入氧化-还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.012g；还原剂为亚硫酸氢钠，加入量为0.12g；然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为55℃，聚合反应4h；然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得高吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时吸湿容量为105％。

Claims (1)

1.一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：以丙烯酸/丙烯酰胺为聚合单体，将丙烯酸水溶液用质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液中和，中和度为40-60％，丙烯酸单体含量为所有材料的水溶液总重量的15-25％；加入丙烯酰胺单体，丙烯酰胺单体含量为所有材料的水溶液总重量的5％；然后加入交联剂，交联剂为丙三醇或N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，加入量为所有材料的水溶液总重量的0.02～0.2％；再加入引发剂，引发剂分为氧化剂和还原剂，氧化剂选于过硫酸铵或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸钠或硫代硫酸钠，氧化剂用量为所有材料的水溶液总重量的0.01～0.5％，还原剂加入量为所有材料的水溶液总重量的0.01～0.1％，得到配制好的混合液；将配制好的混合放入反应器，然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为40～60℃，聚合反应时间为3～5h；然后造粒，烘干，粉碎，得到一种聚丙烯酸/丙烯酰胺吸湿树脂。