淀粉接枝丙烯酸/蒙脱土复合高吸水性树脂的研究开题报告

1. 研究目的与意义

高吸水性树脂(简称SAP)是近年来开发的一种含有强亲水性基团并具有一定交联度的功能性高分子材料。它不溶于水, 也不溶于有机溶剂, 它的吸水量为自身重量的几十倍至几千倍,其吸水量之大是传统吸水材料无法比拟的.同时,由于其保水能力相当强, 在农林园艺、医疗卫生沙漠治理、石油化工、建筑材料及日用化工等行业具有广泛的用途.高吸水性树脂按原料可分为三大系列:淀粉类、纤维素类以及合成树脂类。其中淀粉类高吸水性树脂由于其性能优良、成本低廉, 且无毒, 具有生物降解性而迅速发展。它的制备工艺主要有水溶液聚合法和反相乳液聚合法。后者由于工艺较复杂, 工业上很难规模化生产。本文以玉米淀粉和丙烯酸为主要原料,采用水溶液聚合法,通过接枝聚合制备了高吸水性树脂,并详细讨论了影响吸水剂吸水性能的各种因素.合成的吸水剂有较高的吸水率, 而且,具有优良的保水性能,应用前景广泛。

2. 国内外研究现状分析

高吸水性树脂是近40 年发展起来的一类新材料, 广泛应用于农林、医药、卫生、石油、化工、环保、食品等行业。目前, 高吸水性树脂世界需求量年平均增长率是30%一40% ,具有巨大的市场潜力。

纵观，1961 年美国的russe cr 等从淀粉接枝丙烯腈开始了对其的研究: 其后fanta gf 也进行了研究并于1966 年首先发表关于sap 的论文; 在1974 年首先由美国农业部北部研究所研制成功并在农业土壤保水方面应用, 因此引起了各国研究者的浓厚的兴趣, 并在henkel corpor at ion 工业化获得成功。到了90 年代, 高吸水性树脂需求量继续膨胀,平均年增长率高达30%～40% , 对其品种、合成途径、性能及应用领域等方面的研究日趋成熟, 如在聚合实施方法上, 采用了工艺较先进的反相悬浮聚合代替水溶液聚合, 反相悬浮聚合解决了水溶液聚合的传热、搅拌困难等问题, 且反应条件温和, 副反应少。目前, 交联聚合吸水性树脂大多采用这一工艺。

当下，欧美国家已有商业化的可降解高吸水性树脂商品, 如supers lueper的淀粉- 聚丙烯腈、意大利fm公司的mater-bi pva - 淀粉等作为卫生材料及种子保护剂产品均具有良好的生物降解性。在这一领域日本、美国和西欧一直处于领先地位。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本论文主要制备淀粉和丙烯酸的接枝聚合物，加蒙脱土对其改性，过硫酸铵为引发剂和n,n-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂， 采用接枝共聚法制备淀粉接枝丙烯酸型高吸水性树脂。研究了糊化温度、糊化时间、引发剂和交联剂用量、单体浓度、接枝反应温度和反应时间等对树脂吸水性能的影响。研究结果表明，该淀粉接枝丙烯酸钠高吸水性树脂的吸水性、加压保水性均优于由常规方法合成的产品。

研究计划：

1、制备淀粉和丙烯酸的接枝聚合物，加蒙脱土对其改性，得出产物。

4. 研究创新点

玉米淀粉原料丰富 价格低廉且安全卫生,由其制取的吸水树脂具有良好的生物降解性和环境友好性 并且生产工艺简单 可进行规模化大生产,本实验通过控制一个变量,其他条件不变来研究反应的最佳合成条件,与一般合成方法相比,步骤虽然略显繁琐,但效果较为理想,选用玉米淀粉有效降低成本,实验成本降低.