CN110563877A - 一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法 - Google Patents

一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，该方法以使用氢氧化钠溶液部分中和后的丙烯酸为主体溶剂，过硫酸钠为引发剂、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，添加一定量的丙烯酰胺、海藻酸钠和氧化石墨，制备出了复合耐盐高吸水树脂。该复合耐盐高吸水树脂可以有效改善普通高吸水树脂的耐盐性差和保水性差的问题，可应用于高浓度盐水中。

Description

一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及功能高分子材料领域，具体涉及一种氧化石墨/海藻酸钠复合耐盐高吸水树脂的制备方法，属于高吸水树脂材料制备技术领域。
背景技术
高吸水树脂（superabsorbent polymer, SAP）是一种功能高分子材料，亦被称为保水剂、水凝胶。高吸水性树脂的分子中含有大量含氧官能团，如-COOH、-OH等强亲水性基团，可在日常环境下吸附几百几千倍相对自身重量的水；其具有的三维网络结构使其在水中只溶胀而不发生溶解，同时表现出良好的保水能力。上述优良性能使得高吸水树脂广泛用于医疗卫生行业、 洗护用品、 生态保护、 工农业等领域。
然而高吸水树脂在对较高盐浓度的污水处理中，因其自身内外的渗透压差不大，导致了其吸水量较少，应用价值受到了很大程度上的限制。
设计一种耐盐性较好的高吸水树脂意义重大，本次发明提供了一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，使用了氧化石墨和海藻酸钠进行复合，增强其自身渗透压，可以在高盐浓度水环境有效吸收水分，且能够以后良好的保水性能。
发明内容
本发明的目的在于解决高吸水树脂材料在盐浓度较高的无水处理中的吸水倍率不高的问题，提供了一种氧化石墨/海藻酸钠复合耐盐高吸水树脂的制备方法，该方法采用使用氢氧化钠溶液部分中和后的丙烯酸作为主要单体，添加一定量的丙烯酰胺后，加入氧化石墨和海藻酸钠进行复合，制备出复合耐盐高吸水树脂，提高了高吸水树脂在高浓度盐水中的吸水倍率，且有较好的保水性能。
本发明的技术方案为：一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，具体为一种氧化石墨/海藻酸钠复合耐盐高吸水树脂的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）取一定量的片状氧化石墨，溶于去离子水中，超声分散后，得到的一定浓度的氧化石墨分散液，待用；
（2）取一定量的丙烯酸，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液进行部分中和后，取一定量的氢氧化钠部分中和后的丙烯酸加入到反应器中；
（3）在反应器中加入一定量的丙烯酰胺、海藻酸钠和氧化石墨溶液，搅拌反应一定时间；
（4）将体系加热升温，氮气保护下，缓慢加入一定量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，恒温反应一定时间；
（5）将体系继续升温，缓慢加入一定量的过硫酸钠溶液，聚合反应一定时间，最终生成黑色凝胶；
（6）反应产物用去离子水洗涤后，将凝胶取出剪碎成小块后放置于恒温干燥箱中烘干，烘干后继续研磨粉碎，即得复合耐盐高吸水树脂。
优选的，步骤（1）中，氧化石墨分散液的浓度范围为0.001~0.005g/mL。
优选的，步骤（2）中，用质量分数为25%的氢氧化钠处理丙烯酸的中和度为70~90%。
优选的，步骤（3）中，搅拌反应时间为30~90min。
优选的，步骤（4）中，加热升温至35~45℃，反应时间为30~60min。
优选的，步骤（5）中，加热升温至65~75℃，反应时间为90~180min。
按照上述方案，各反应物用量按照重量份数计包括3~6份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸，0.025~0.075份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.3~1份过硫酸钠，0.5~3份丙烯酰胺，0.03~0.15份氧化石墨，0.1~0.9份海藻酸钠。
按照上述方案，最优的合成条件为：各反应物用量按重量份数计包括4.5份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸，0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.5份过硫酸钠，1.5份丙烯酰胺，0.1份氧化石墨，0.3份海藻酸钠，步骤（1）中氧化石墨分散液的浓度为0.002g/mL，步骤（2）中用质量分数为25%的氢氧化钠处理丙烯酸的中和度为80%，步骤（3）中搅拌反应时间为60min，步骤（4）中加热升温至40℃反应40min，步骤（5）加热升温至69℃反应时间为120min。
本发明提供了一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，具有以下效果：（1）制备的高吸水树脂在0.9%氯化钠溶液中的吸水倍率为183.3g/g，是普通高吸水树脂在该浓度盐水中的吸水倍率的3~5倍，30℃干燥8h后的保水率为66.8%，是普通高吸水树脂在该浓度盐水中的保水率的6~9倍；（2）氧化石墨的添加可有效增强高吸水树脂内部的渗透压，可处理高盐浓度的水溶液；（3）海藻酸钠的添加可有效保持水分不流失，显著增强高吸水树脂的保水性能；（4）该制备方法使用简单设备即可完成，反应温度较低符合节能环保要求，操作简单，可有效处理高盐浓度的污水废水等。
具体实施方式
本发明提供了一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，下面结合具体实施例进行进一步的说明。
实施例1
（2）取一定量的丙烯酸，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液进行部分中和（中和度80%）后，取4.5份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸加入到反应器中；
（3）在反应器中加入1.5份的丙烯酰胺，搅拌反应60min；
（4）将体系加热升温至40℃，氮气保护下，缓慢加入0.05份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，恒温反应40min；
（5）将体系继续升温至69℃，缓慢加入0.5份的过硫酸钠溶液，聚合反应120min，最终生成无色透明凝胶；
（6）反应产物用去离子水洗涤后，将凝胶取出剪碎成小块后放置于恒温干燥箱中烘干，烘干后继续研磨粉碎，即得普通高吸水树脂。
该普通高吸水树脂的耐盐性较差，在高浓度盐水中使用发挥的作用较小。本实施例制得的普通高吸水树脂在0.9%氯化钠溶液中的吸水倍率仅为39.7g/g，吸水倍率较低，30℃干燥8h后的保水率为11.8%，保水性能较差。所以普通高吸水树脂在高浓度盐水中的应用受到了极大程度的限制。
实施例2
（1）取0.1份片状氧化石墨，溶于去离子水中，超声分散后，得到浓度为0.002g/mL的氧化石墨分散液，待用；
（2）取一定量的丙烯酸，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液进行部分中和（中和度80%）后，取4.5份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸加入到反应器中；
（3）在反应器中加入1.5份的丙烯酰胺和0.1份的氧化石墨溶液，搅拌反应60min；
（4）将体系加热升温至40℃，氮气保护下，缓慢加入0.05份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，恒温反应40min；
（5）将体系继续升温至69℃，缓慢加入0.5份的过硫酸钠溶液，聚合反应120min，最终生成黑色凝胶；
（6）反应产物用去离子水洗涤后，将凝胶取出剪碎成小块后放置于恒温干燥箱中烘干，烘干后继续研磨粉碎，即得复合耐盐高吸水树脂。
该复合耐盐高吸水树脂具有良好的耐盐性，可在高浓度盐水中使用。本实施例制得的复合耐盐高吸水树脂在0.9%氯化钠溶液中的吸水倍率为179.9g/g，是普通高吸水树脂在该浓度盐水中的吸水倍率的3~5倍，30℃干燥8h后的保水率为12%，保水性能较差。
实施例3
（1）取0.1份片状氧化石墨，溶于去离子水中，超声分散后，得到浓度为0.002g/mL的氧化石墨分散液，待用；
（2）取一定量的丙烯酸，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液进行部分中和（中和度80%）后，取4.5份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸加入到反应器中；
（3）在反应器中加入1.5份的丙烯酰胺、0.1份的氧化石墨溶液和0.3份海藻酸钠，搅拌反应60min；
（4）将体系加热升温至40℃，氮气保护下，缓慢加入0.05份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，恒温反应40min；
（5）将体系继续升温至69℃，缓慢加入0.5份的过硫酸钠溶液，聚合反应120min，最终生成黑色凝胶；
（6）反应产物用去离子水洗涤后，将凝胶取出剪碎成小块后放置于恒温干燥箱中烘干，烘干后继续研磨粉碎，即得复合耐盐高吸水树脂。
该复合耐盐高吸水树脂具有良好的耐盐性和保水性能，可在高浓度盐水中使用的同时，吸水后的保水性能优异。本实施例制得的复合耐盐高吸水树脂在0.9%氯化钠溶液中的吸水倍率为183.3g/g，是普通高吸水树脂在该浓度盐水中的吸水倍率的3~5倍，30℃干燥8h后的保水率为66.8%，是普通高吸水树脂在该浓度盐水中的保水率的6~9倍。

Claims (8)

1.一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）取一定量的片状氧化石墨，溶于去离子水中，超声分散后，得到的一定浓度的氧化石墨分散液，待用；
（2）取一定量的丙烯酸，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液进行部分中和后，取一定量的氢氧化钠部分中和后的丙烯酸加入到反应器中；
（3）在反应器中加入一定量的丙烯酰胺、海藻酸钠和氧化石墨溶液，搅拌反应一定时间；
（4）将体系加热升温，氮气保护下，缓慢加入一定量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，恒温反应一定时间；
（5）将体系继续升温，缓慢加入一定量的过硫酸钠溶液，聚合反应一定时间，最终生成黑色凝胶；
（6）反应产物用去离子水洗涤后，将凝胶取出剪碎成小块后放置于恒温干燥箱中烘干，烘干后继续研磨粉碎，即得复合耐盐高吸水树脂。
2.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，氧化石墨分散液的浓度范围为0.001~0.005g/mL。
3.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用质量分数为25%的氢氧化钠处理丙烯酸的中和度为70~90%。
4.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，搅拌反应时间为30~90min。
5.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，加热升温至35~45℃，反应时间为30~60min。
6.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，加热升温至65~75℃，反应时间为90~180min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：各反应物按重量分数计包括3-6份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸，0.025-0.075份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.3-1份过硫酸钠，0.5-3份丙烯酰胺，0.03-0.15份氧化石墨，0.1-0.9份海藻酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种复合耐盐高吸水树脂的制备方法，其特征在于：各反应物按重量份数计包括4.5份氢氧化钠部分中和后的丙烯酸，0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.5份过硫酸钠，1.5份丙烯酰胺，0.1份氧化石墨，0.3份海藻酸钠，步骤（1）中氧化石墨分散液的浓度为0.002g/mL，步骤（2）中用质量分数为25%的氢氧化钠处理丙烯酸的中和度为80%，步骤（3）中搅拌反应时间为60min，步骤（4）中加热升温至40℃反应40min，步骤（5）加热升温至69℃反应时间为120min。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500530A (zh) * 2020-10-30 2021-03-16 广西大学 一种碳酸钙/甘蔗渣纤维素基高吸水树脂及其制备方法
CN115109441A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 陕西新兴热喷涂技术有限责任公司 一种耐热涂料和表面涂层
CN116426193A (zh) * 2023-04-06 2023-07-14 郑州艾洁环保设备科技有限公司 一种水性环保防腐涂料
CN116855258A (zh) * 2023-07-10 2023-10-10 贵州省土壤肥料研究所(贵州省生态农业工程技术研究中心)(贵州省农业资源与环境研究所) 一种耐盐型农用保水剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103224635A (zh) * 2013-05-15 2013-07-31 南京林业大学 一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法
CN104530293A (zh) * 2014-12-11 2015-04-22 青岛佰众化工技术有限公司 一种聚丙烯酸-氧化石墨烯复合物的制备方法
CN105399900A (zh) * 2015-12-22 2016-03-16 兰州大学 一种高吸水树脂的制备方法
CN109053956A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 安徽理工大学 一种温敏性氧化石墨复合水凝胶及其制备方法
CN109776711A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 天津农学院 一种复合高吸水树脂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103224635A (zh) * 2013-05-15 2013-07-31 南京林业大学 一种复合型淀粉改性高吸水树脂的制备方法
CN104530293A (zh) * 2014-12-11 2015-04-22 青岛佰众化工技术有限公司 一种聚丙烯酸-氧化石墨烯复合物的制备方法
CN105399900A (zh) * 2015-12-22 2016-03-16 兰州大学 一种高吸水树脂的制备方法
CN109776711A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 天津农学院 一种复合高吸水树脂的制备方法
CN109053956A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 安徽理工大学 一种温敏性氧化石墨复合水凝胶及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHU LINHUI等: "Preparation and the swelling properties of sodium alginate graft poly (acrylic acid-co-2-acrylamide-2-methyl propane sulfonic acid)/graphene oxide hydrogel composite", 《ADVANCES IN POLYMER TECHNOLOGY》 *
王欢等: "氧化石墨烯/聚海藻酸钠丙烯酸凝胶的制备及溶胀性能研究", 《精细石油化工》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500530A (zh) * 2020-10-30 2021-03-16 广西大学 一种碳酸钙/甘蔗渣纤维素基高吸水树脂及其制备方法
CN112500530B (zh) * 2020-10-30 2022-05-31 广西大学 一种碳酸钙/甘蔗渣纤维素基高吸水树脂及其制备方法
CN115109441A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 陕西新兴热喷涂技术有限责任公司 一种耐热涂料和表面涂层
CN116426193A (zh) * 2023-04-06 2023-07-14 郑州艾洁环保设备科技有限公司 一种水性环保防腐涂料
CN116855258A (zh) * 2023-07-10 2023-10-10 贵州省土壤肥料研究所(贵州省生态农业工程技术研究中心)(贵州省农业资源与环境研究所) 一种耐盐型农用保水剂及其制备方法
CN116855258B (zh) * 2023-07-10 2024-05-03 贵州省土壤肥料研究所(贵州省生态农业工程技术研究中心)(贵州省农业资源与环境研究所) 一种耐盐型农用保水剂及其制备方法

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