小麦秸秆制备农用高吸水性树脂

将小麦秸秆进行碱蒸煮预处理,与丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成农用高吸水性树脂,采用正交优化设计及单因素实验确定了合成条件中各因素的最佳水平:反应温度为45℃、引发剂中过硫酸钾用量为单体质量的0.8%、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为单体质量的0.6%、单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)与小麦秸秆质量比为8、m(AA)/m(AM)=1、单体浓度为1.3 mol/L、丙烯酸中和度为75%、反应时间为4 h、烘干温度为50℃等;对最佳条件下制备的树脂进行了吸水倍率、速率及保水能力的测试;对秸秆预处理前后及接枝产物进行了红外谱图分析。结果表明,该树脂具有良好的吸水保水、吸肥保肥性能,吸收去离子水达412 g/g,吸收w(复混肥)=0.1%的水溶液达到126 g/g,且在30 m in内达到吸收饱和,抑蒸效果显著;丙烯酸、丙烯酰胺确已成功接枝在秸秆纤维素的主链上。     

凤眼莲秸秆接枝丙烯酰胺制备高吸水性树脂的研究

本研究用凤眼莲秸秆接枝丙烯酰胺制备了高吸水性树脂,主要探讨了凤眼莲秸秆不同的预处理方式对高吸水性树脂的影响。结果表明,在预处理后的秸秆与单体丙烯酰胺(AM)质量比为1∶5,过硫酸钾用量为单体质量的3%、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为单体质量的0.3%、反应温度为75℃,反应时间为4 h条件下可合成接枝产物、该产物经3%Na OH/9%CH3OH混合液水解后可制得高吸水性树脂;水葫芦秸秆经5%Na OH(w/w)水溶液室温浸泡,超声活化2 h的预处理后所制备的吸水材料具有最高的吸水能力,达422 g/g,吸0.9%的Na Cl溶液的能力达48 g/g。     

黄原胶/膨润土复合高吸水性树脂的制备与性能研究

采用水溶液聚合法制备了黄原胶(XG)/膨润土有机-无机复合SAP(高吸水性树脂)。通过单因素试验法和正交试验法优选出制备复合SAP的最佳工艺条件。结果表明:丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、XG与膨润土之间发生了接枝共聚反应;当m(AA)∶m(AM)=5∶1、AA中和度为75%、w(膨润土)=5%、w(引发剂)=1.0%和w(交联剂)=0.08%时,相应的复合SAP具有最大的吸水倍率(863.8 g/g)和吸盐水倍率(109.4 g/g)。     

黄原胶接枝改性制备高吸水性树脂的研究

以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,采用溶液聚合方法对黄原胶进行接枝改性,制备了黄原胶基新型高吸水性树脂。利用正交实验研究了引发剂用量、聚合反应温度、丙烯酸中和度、黄原胶与单体AA和AM质量比和交联剂用量等因素对合成高吸水性树脂的影响,利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对树脂进行了表征。实验结果表明,最佳合成聚合反应温度为65℃,m(黄原胶)∶m(AA)∶m(AM)=1∶5∶1,w(引发剂)=1.5%,丙烯酸中和度为70%,w(交联剂)=0.06%。红外光谱分析结果表明,丙烯酸和丙烯酰胺接枝到黄原胶分子链上;扫描电镜观察结果表明,树脂形成一种多孔网络结构。最佳合成条件下制备的高吸水性树脂吸自来水倍率达869.0 g/g,吸盐水倍率为126.7 g/g,重复利用性较好。     

一种耐盐型高吸水性树脂的制备及其性能研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,采用水溶液聚合法,制备了黄原胶(XG)接枝丙烯酰胺(AM)耐盐型高吸水性树脂,采用单因素和正交分析法考察了丙烯酰胺用量、碱用量、聚合温度、交联剂和引发剂用量等因素对树脂性能的影响。实验表明,当m(AM)∶m(XG)=6∶1,m(NaOH)∶m(AM)=1∶1,聚合温度为60℃,m(MBAA)∶m(AM)=0.04∶1,m(APS)∶m(AM)=0.07∶1时,所得树脂对去离子水的吸收倍率可达1 457 g/g,对0.9%NaC l溶液的吸收倍率可达623 g/g,且吸收速率适中,保水性能良好,是一种耐盐型高吸水性树脂。     

P(BMA/2-EHM/St)高吸油树脂的制备

以BMA、2-EHM和St为合成原料,BPO为引发剂,DVB为交联剂,PVA为分散剂,应用悬浮聚合法合成了P(BMA/2-EHM/St)高吸油树脂。主要探讨了聚合温度、聚合单体配比、引发剂用量、交联剂用量和分散剂用量对高吸油树脂吸油倍率的影响。结果表明:当w(St)=60%、m(2-EHM):m(BMA)=1:1、w(BPO)=1.7%、w(DVB)=0.5%、w(PVA)=3%,聚合温度86℃,反应时间为6h时,所制得的高吸油树脂吸油倍率最大,对甲苯的吸油倍率分别达到14.24g/g。     

改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂的制备和性能研究

以改性聚天冬氨酸（KPAsp）、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素(CMC)为原料,采用水溶液聚合法合成改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素(KPAsp/PAA/CMC)复合高吸水性树脂。通过红外光谱（FTIR）、热重分析(TGA)和扫描电镜（SEM）对产物组成结构、热稳定性和表面形态进行表征。探讨了CMC和AA用量对复合高吸水性树脂吸液性能的影响,结果表明当m(CMC)/m(AA)/m(KPSI)=0.15:3:1时,树脂的吸液性能最佳,在去离子水和0.9% NaCl溶液中的吸水倍率分别达到830 g/g和130 g/g。研究了不同组成KPAsp/PAA/CMC吸水性树脂的盐敏感性、温度敏感性和pH敏感性,以及树脂在人工血、人工尿和不同浓度乙醇水溶液的吸液性能,结果表明复合树脂盐敏感性提高,在盐溶液中的吸液倍率为NaCl>FeCl3>CaCl2;低临界溶解温度(LCST)比KPAsp提高了15℃;在溶液pH=5和pH=9出现了两吸液高峰;在人工血和人工尿中的吸液倍率最大为211 g/g和142 g/g,在50%的乙醇水溶液中吸液倍率最大为295 g/g。     

改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂的制备及其性能

以聚琥珀酰亚胺(KPSI)、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素(CMC)为原料,采用水溶液聚合法合成改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂(KPAsp/PAA/CMC)。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)对产物的结构、热稳定性和表面形态进行表征。探讨了CMC和AA用量对复合吸水性树脂吸液性能的影响,结果表明,当m(CMC)∶m(AA)∶m(KPSI)=0.15∶3∶1时,树脂的吸液性能最佳,在去离子水和质量分数0.9%的NaCl水溶液(生理盐水)中的吸液倍率分别达到843 g/g和130 g/g。研究了不同组成KPAsp/PAA/CMC吸水性树脂的盐敏感性、温度敏感性和pH敏感性,以及树脂在人工血、人工尿和不同体积分数乙醇水溶液的吸液性能,结果表明,复合树脂盐敏感性提高,在盐溶液中的吸液大小顺序为NaClFeCl_3CaCl_2;低临界溶解温度(LCST)比KPAsp提高了15℃;在溶液pH=5和pH=9出现了两吸液高峰;在人工血和人工尿中的最大吸液倍率为211 g/g和142 g/g,在体积分数为50%的乙醇水溶液中的最大吸液倍率为295 g/g。     

凹凸棒黏土/黄原胶接枝改性高吸水性树脂的制备

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体对黄原胶(XG)进行接枝改性,再以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,加入凹凸棒黏土,采用溶液聚合法合成了一种新型复合高吸水性树脂。通过单因素试验研究了AA中和度、交联剂用量、引发剂用量、反应温度和凹凸棒黏土用量等因素对该树脂吸水(吸盐水)性能的影响,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)仪、热重分析(TGA)仪对其结构和热性能进行了表征。结果表明:制备高吸水性树脂的最佳工艺条件为AA中和度70%,反应温度70℃,w(交联剂)=0.06%,w(APS)=1.0%,w(凹凸棒黏土)=5%;在最佳工艺条件下制备的高吸水性树脂,其最大吸水倍率、吸盐水倍率分别为827、109 g/g。     

小麦秸秆预处理及制备吸水性树脂的研究

本研究充分利用当地丰富的小麦秸秆资源,制备纤维素基高吸水性树脂。实验主要以小麦秸秆粉和丙烯酸(AAC)为原料,采用水溶液聚合法,过硫酸铵为引发剂制备高吸水性树脂。用碱液(10%)∶秸秆质量=12∶1,95℃碱煮小麦秸秆2 h,80℃糊化20~30 min;引发剂占小麦秸秆粉1%(ω),单体∶小麦秸秆粉=6∶1(ω),聚合反应温度为53℃,反应时间2~3 h制得吸水性树脂,研究结果显示其吸水率为400~600 g/g。     

凤眼莲高效含硼高吸水性树脂的制备

研究了凤眼莲与单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)接枝共聚反应中,凤眼莲与AA和AM质量比、AA与AM质量比、(NH4)2S2O8-NaHSO3用量、K2S2O8用量、AA单体浓度、AA中和度、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、反应温度等因素对树脂吸水性能的影响,探讨了硼酸浓度对树脂吸水效果的影响。结果表明,当凤眼莲与双单体AA、AM质量比为1∶6,AA和AM质量比为3∶1,AA单体浓度为1.6 mol/L,AA中和度为40%,m〔(NH4)2S2O8-NaHSO3〕/m(AA)=0.006 6,m(K2S2O8)/m(AA)=0.011 6,m(MBA)/m(AA)=0.016 6,反应温度为75℃时,制备的高吸水性树脂(SAR)具有良好的吸水性能;硼酸浓度为100μmol/L时SAR具有良好的吸水效果。接枝效率为50.5%,单体转化率为86%,吸水率为450 g/g,吸盐水率为120 g/g;SAR吸水速率快,大约30 min左右即可达到饱和;SAR保水性能好,抑蒸效果显著。     

油田堵漏用高吸水树脂的合成与吸水性能

用水溶液聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/高岭土三元复合型高吸水树脂,最佳制备条件为:w(AM)=20%,w(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)=0.08%,w(过硫酸铵)=0.6%,反应温度40℃。优选样在105℃烘干6h后,在室温下的吸蒸馏水倍数和吸w(NaCl)=0.9%水溶液倍数分别达到1634g/g及138g/g。考察了温度、电解质浓度、树脂粒径、不同种类的矿物、高岭土质量分数以及溶液pH对吸水树脂吸水性能的影响,测试了不同温度下树脂的吸水率和保水率。通过添加有机羧酸CA和调整树脂的粒径大小,制备了一种吸水速率可控的油田堵漏用高吸水树脂。红外光谱分析表明,有机羧酸CA能有效地与树脂复合,形成共聚物。     

合成聚丙烯酸/凹凸棒复合保水剂的中试放大实验

在100 L的中试设备上,用水溶液聚合法,以丙烯酸和凹凸棒黏土为主要原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,V-50和过硫酸钾复配作为引发体系,进行了聚丙烯酸/凹凸棒复合保水剂的中试放大实验。考察了各种制备条件对产品性能的影响,得到的最佳工艺条件为:引发温度22℃;丙烯酸的中和度为60%;w(凹凸棒)=30%~45%;w(丙烯酸)=30%~35%;w(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)=0.2%;w(复合引发剂)=0.5%;m(V-50)∶m(过硫酸钾)=2∶3;w(十二烷基硫酸钠)<0.2%。最佳制备条件下中试产品在蒸馏水及w(NaC l)=0.9%的水溶液中的吸水倍数分别为550~700和55~75。中试实验表明,该工艺生产的产品性能稳定,为工业化生产提供了参考。     

丙烯酰胺与长链季铵盐共聚树脂的制备与性能

采用长链烷基烯丙基二甲基氯化铵(RADM)和丙烯酰胺为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N′ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,水溶液聚合法制备了高吸水性树脂,并对最佳反应条件进行了研究。得到最佳条件:x(交联剂)=0 2%、x(RADM)=1 5%～2 5%、n(引发剂)∶n(总单体)=1∶2000、反应温度70℃、反应时间4h。在此条件下制备的共聚树脂在室温吸去离子水达自身质量的535倍,吸w(NaCl)=0 9%的盐水溶液达63倍;树脂溶胀平衡后在106Pa的压力下的保水率大于80%;树脂在溶胀后分别与含金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的含菌液接触8h,抗菌率大于75%。     

玉米秸秆接枝丙烯酸-丙烯酰胺树脂的制备与吸水性能

以醚化预处理玉米秸秆(PTCS)为基体,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备PTCS接枝AA、AM共聚物[PTCS-g-P(AA-co-AM)]。研究了合成条件对树脂吸水率的影响,考察了树脂重复吸水和保水性能,并用红外光谱(FTIR)、电子扫描电镜(SEM)表征了产物的结构和形貌。结果表明,在m(PTCS):m(AA):m(AM)= 1:5:2,丙烯酸中和度为70%,K₂S₂O₈为0.6%,MBA为0.2%,60℃反应3h条件下,制备高吸水性树脂的吸水率最大,对蒸馏水和0.9% NaCl水溶液的吸水率分别为144.04g/g、30.60g/g,且重复吸水和保水性能良好。     

Preparation and properties of novel corn straw cellulose–based superabsorbent with water-retaining and slow-release functions

In this study, novel semiinterpenetrating polymer networks (semi-IPNs) superabsorbent resins with slow-release fertilizer (CSC-g-AA/APP, CSC-g-AA/PVA-APP), based on corn straw cellulose polymer and linear polyvinyl alcohol (PVA), were prepared by solution polymerization. The nitric acid-aqueous solution method was adopted to extract cellulose from corn straw. Ammonium polyphosphate (APP) was introduced to supply nitrogen and phosphorus nutrients. The prepared materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and thermogravimetric analysis (TGA). Moreover, the water absorbency and the slow-release performance of CSC-g-AA/APP and CSC-g-AA/PVA-APP were studied. The results indicated that the two superabsorbent resins exhibited excellent water absorbency of 262.8 and 303.2 g/g in distilled water, enhanced the water-holding capacity of soil, and also released nutrients slowly. The cumulative N and P release rates of CSC-g-AA/PVA-APP were 64.47 and 53.53% after 25 days in soil, which were lower than those of CSC-g-AA/APP. The addition of these products into soil significantly reduced the leaching losses of nutrients. Therefore, it can be concluded that the superabsorbent resins with water-retaining and slow-release properties, low production costs, and environment-friendly characteristics, have great potential for applications in agricultural production. © 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48951.     

羧甲基纤维素接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的研究

以羧甲基纤维素(CMC)和丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液聚合法制备高吸水性树脂。较优的合成条件为:丙烯酸用量为18g时,羧甲基纤维素2 g,去离子水50 g,NaOH 7.2 g,K2S2O8 0.5 g,1 g/L的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶液3mL,反应温度60℃,反应时间1.5h,真空干燥温度60℃。此条件下所得1g产品能吸收去离子水474.2g。测定了树脂对去离子水、自来水、模拟尿、模拟血和生理盐水的吸液倍率,并研究了产品的吸水速率、保水性和再生性。     

麦秸秆纤维素与丙烯酸接枝共聚制备耐盐性吸水树脂的研究

应用小麦秸秆与丙烯酸接枝共聚制备了耐盐性吸水树脂,进行了结构表征,研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂和交联剂用量以及反应温度对吸盐水倍率的影响。研究发现,接枝共聚的适宜条件为:丙烯酸单体与麦秸秆质量比为8∶1,丙烯酸中和度为70%,引发剂过硫酸钾-硫代硫酸钠的用量为单体的3.5%,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为单体质量的0.24%,反应温度为70℃。在此条件下制备的树脂吸盐水倍率最高,吸盐水(CNaC l=0.9%)可达68 g/g,可应用于医疗卫生等方面。