高吸水树脂是近几年来高速发展的功能材料,在工农业生产中都有极广泛的应用。当前开发的重点是降低成本;提高吸收含盐水的能力。本项目采用新的合成方法-自蔓延燃烧合成法制备淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺共聚体高吸水树脂。由于燃烧合成法无须外加热源,不需溶剂,因此具有节能、简化工艺、减少污染、降低成本等优点。在制备的基础上,进行燃烧聚合机理、聚合动力学的理论研究,探讨工艺参数(温度、压力、引发剂浓度、稀释剂浓度)对产物转化率、接枝率、分子量及其分布、吸水率的影响规律,为工业生产提供技术途径。
燃烧合成(波聚合)是一项工艺简单、节能、无污染的材料制备新工艺,但用其制备接枝型聚合物国内外尚未见有报道。本项目利用燃烧合成工艺(波聚合)制备淀粉接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸钠-丙烯酰胺系列吸水材料,取得如下结果 1.开创了波聚合在异相接枝聚合物中的应用,成功地用波聚合制备出了高性能淀粉接枝吸水材料。这项工作被国际权威专家评价为"为聚合物化学尤其是波聚合做出了重要贡献";国内权威专家认为此项研究"为高性能材料的合成开辟了新的途径"。 2.与传统间歇工艺相比,波聚合制备的产物接枝效率提高17%左右,吸水率提高40%左右,吸水速率提高近10倍。聚合波的高温使淀粉骨架上形成较多的高活性中心,有利于单体的接枝聚合;聚合波的快速蔓延抑制了接枝链的链转移反应,减少了均聚物的形成;二者协同作用,使波聚合制备的接枝聚合物具有很高的接枝效率。同时,聚合波的高温及逐步蔓延的特征使产品具有特殊的互相连通的多孔网络结构,极大地提高了材料的吸水速率。 3.建立了非绝热聚合波数学模型,波速与环境温度符合Arrhenius关系,表观活化能为24kJ/mol;与反应器尺寸呈复杂的幂函数关系。