CN101402707A - 利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法。利用α－环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，其特征在于它包括如下步骤：1)按各组成原料的重量份数为：丙烯酸15－40，氢氧化钠5－18，N，N′－亚甲基双丙烯酰胺0.02－1，α－环糊精0.05－2，过硫酸铵0.04－2，水15－54，选取；2)将各原料加入带水浴的反应釜内，升温达到65℃－80℃，反应时间为1－3小时；3)反应釜内停止搅拌，静置0.5－2小时，放出反应釜内的反应物料；4)将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。该方法得到的高分子吸水树脂能显著提高其耐盐性。

Description

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法

技术领域

本发明涉及一种提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法。

背景技术

目前使用的高分子吸水树脂大多是聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，主要是通过水溶液聚合所得。水溶液聚合法生产高吸水树脂，其反应过程平稳，不会爆聚，易操作，对环境的影响小，设备要求相对简单，是一套适合规模生产的工艺。它的吸水率可达几百倍乃至上千倍，但其缺点是耐盐性较差，吸盐水率极低，而高吸水性树脂的使用环境中一般都有盐类存在，这使它的应用范围受到限制，故提高其耐盐性对其作用的发挥有着极其重要的意义。

传统的改性吸水树脂耐盐性的方法主要是通过配制处理液对高吸水树脂进行表面处理，属于物理处理的方法，很少对树脂的结构进行根本的改性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，该方法能显著提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                                  15-40，

氢氧化钠                                5-18，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺                 0.02-1，

α-环糊精                               0.05-2，

过硫酸铵                                0.04-2，

水                                      15-54，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和水；

2)将水与氢氧化钠配置成氢氧化钠溶液；将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌；常压下升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，进行搅拌；继续升高水浴温度到65℃-80℃，并控制此温度下反应搅拌1-3小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置0.5-2小时，放出反应釜内的反应物料；

4)将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

所述搅拌的搅拌速度为300转/分以上(含300转/分)。

得到的丙烯酸高分子吸水树脂成品为黄色颗粒状物质，其吸盐水率达吸收自身重量的80-90倍。

本发明的有益效果是：将α-环糊精接枝到丙烯酸分子链上(采用α-环糊精来改性丙烯酸高分子吸水树脂)。α-环糊精是略呈锥形的圆环。α-环糊精的伯羟基围成了锥形的小口，而其中羟基围成了锥形的大口。由于α-环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如Na⁺等无机离子以及气体分子等。其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与Na⁺形成包合物，其结果是形成主客体包络物，提高了丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性。所得丙烯酸高分子吸水树脂的吸盐水倍率比改性前可提高50-60％，本发明的方法显著提高了丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，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：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，采用水溶液聚合的方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                             15，

氢氧化钠                           5，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺            0.02，

α-环糊精                          0.05，

过硫酸铵                           0.04，

蒸馏水                             15，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)用蒸馏水预先配置所需溶液备用：配置质量浓度为25％的氢氧化钠溶液(用蒸馏水15份)；将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入质量浓度为25％的氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，搅拌速度300转/分，保持此温度下搅拌30分钟；继续升高水浴温度到65℃，并控制此温度下反应搅拌1.5小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置1.5小时，形成白色粘弹性状物质，放出反应釜内的反应物料；

4)用干燥箱将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

实施例2：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，采用水溶液聚合的方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                       18，

氢氧化钠                     10，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺              0.08，

α-环糊精                            0.12，

过硫酸铵                             0.15，

蒸馏水                               30，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)用蒸馏水预先配置所需溶液备用：配置质量浓度为25％的氢氧化钠溶液(用蒸馏水30份)；

将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入质量浓度为25％的氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌，搅拌速度为300转/分；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，搅拌速度300转/分，保持此温度下搅拌30分钟；继续升高水浴温度到65℃，并控制此温度下反应搅拌1.5小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置2小时，形成白色粘弹性状物质，放出反应釜内的反应物料；

4)用干燥箱将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

实施例3：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，采用水溶液聚合的方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                          20，

氢氧化钠                        8，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺         0.05，

α-环糊精                       0.36，

过硫酸铵                        0.08，

蒸馏水                          24，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)用蒸馏水预先配置所需溶液备用：配置质量浓度为25％的氢氧化钠溶液(用蒸馏水24份)；

将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入质量浓度为25％的氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌，搅拌速度为300转/分；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，搅拌速度300转/分，保持此温度下搅拌30分钟；继续升高水浴温度到70℃，并控制此温度下反应搅拌1小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置0.5小时，放出反应釜内的反应物料；

4)用干燥箱将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

实施例4：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，采用水溶液聚合的方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                        30，

氢氧化钠                      16，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺       0.12，

α-环糊精                     0.52，

过硫酸铵                      0.12，

蒸馏水                        48，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)用水预先配置所需溶液备用：配置质量浓度为25％的氢氧化钠溶液(用水48份)；

将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入质量浓度为25％的氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌，搅拌速度为300转/分；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，搅拌速度300转/分，保持此温度下搅拌30分钟；继续升高水浴温度到75℃，并控制此温度下反应搅拌2小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置1.5小时，放出反应釜内的反应物料；

4)用干燥箱将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

实施例5：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                         30，

氢氧化钠                       12，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺        0.5，

α-环糊精                      0.5，

过硫酸铵                       0.5，

蒸馏水                         30，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)先将蒸馏水与氢氧化钠配置成氢氧化钠溶液；将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌，搅拌速度为400转/分；常压下升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，进行搅拌，搅拌速度为400转/分；然后常压下反应釜内逐步升温达70℃，反应时间为3小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置2小时，放出反应釜内的反应物料；

4)将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

实施例6：

利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，采用水溶液聚合的方法，它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                        40，

氢氧化钠                         18，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺          1，

α-环糊精                        2，

过硫酸铵                         2，

蒸馏水                           54，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和蒸馏水；

2)先将蒸馏水与氢氧化钠配置成氢氧化钠溶液(质量浓度为25％，用蒸馏水54份)；

将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌，搅拌速度为300转/分；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，搅拌速度300转/分，保持此温度下搅拌30分钟；继续升高水浴温度到80℃，并控制此温度下反应搅拌2小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置2小时，放出反应釜内的反应物料；

4)用干燥箱将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。

本发明各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明；在此不一一列举实施例。本发明的工艺参数(如温度、时间等)的上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (1)

1.利用α-环糊精提高丙烯酸高分子吸水树脂的耐盐性的改性方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)按各组成原料的重量份数为：

丙烯酸                                  15-40，

氢氧化钠                                5-18，

N，N′-亚甲基双丙烯酰胺                 0.02-1，

α-环糊精                               0.05-2，

过硫酸铵                                0.04-2，

水                                      15-54，

选取丙烯酸、氢氧化钠、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、α-环糊精、过硫酸铵和水；

2)将水与氢氧化钠配置成氢氧化钠溶液；将丙烯酸加入带水浴的反应釜内，在丙烯酸中加入氢氧化钠溶液中和，然后加入α-环糊精和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，进行搅拌；升高水浴的温度至50℃，接着加入过硫酸铵，进行搅拌；继续升高水浴温度到65℃-80℃，并控制此温度下反应搅拌1-3小时；

3)反应釜内停止搅拌，静置0.5-2小时，放出反应釜内的反应物料；

4)将反应物料烘干，粉碎后即得改性后的丙烯酸高分子吸水树脂。