淀粉接枝丙烯酸/高岭土复合吸水树脂的研究开题报告

1. 研究目的与意义

超强吸水树脂是一种具有三维交联网状结构的新型功能高分子材料。

淀粉接枝丙烯酸复合高吸水树脂属于新型的功能高分子材料中的一种，具有超凡的吸水能力和保水能力，在土壤中可生物降解。

因此，被广泛应用于医药、卫生、环保和农业等领域。

2. 国内外研究现状分析

高吸水树脂（SAP）的国外发展状况：1966年美国农业部北方研究所G.F.Fanta等科研机构首先发表了论文，指出淀粉系列吸水性材料具有良好的吸水性能和保水性能，最初由Henkl公司实现了工业化。1971年Grain Processing公司采用硝酸铈盐作为引发剂，再用丙烯腈接枝到淀粉或者纤维上合成出了高吸水树脂。1974年淀粉接枝高吸水性树脂被美国农业部北方研究所用作土壤保水剂。美国Hercules、National Starch、日本住友化学等公司陆续成功地研发出了高吸水性树脂，德、法等世界许多国家对高吸水性树脂的性能、制造与应用等方面也进行了大量的研究。1983年，SAP在纸尿布中得到应用，大大推动了SAP的迅速发展，现在世界SAP的年生产能力已经超过了百万吨。据估算，世界SAP市场将呈现每年8-10％的增长速度，生产规模日趋扩大。在新加坡、比利时和日本等国家化学公司都建设了SAP的生产装备。

高吸水树脂的国内发展状况： 中国的高吸水树脂的研究工作开始于20世纪80年代。全国已经有40多个单位从事过该方面的研究工作，研究领域主要在高吸水树脂的制备和性质表征，研究工作主要涉及到天然、有机合成系列及复合型的高吸水树脂，主要产品包括聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酰胺类、淀粉接枝丙烯酸盐类等系列方面。高吸水性树脂有非常好的吸水保水功能，有着良好的应用领域与市场前景。跟国外产品相比，我国在很多方面存在很大的差距。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：以过硫酸钾为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以可溶性淀粉为基体，通过溶液聚合法，将丙烯酸单体与之共聚，并用高岭土与之复合制备淀粉基高吸水性树脂。改变淀粉添加量、高岭土添加量、丙烯酸中和度、交联剂用量和引发剂用量等变量进行单因素实验，探讨各因素对产品的吸水和吸盐性能,保水能力的影响，优化合成条件，并对原料产品的结构和形貌进行分析和表征。

研究计划：（1）查阅相关文献资料，拟定实验方案和实验步骤；（2）根据修改过的实验方案合成目标产物，优化合成条件；（3）对制备的树脂样品进行吸水和吸盐性能测试，探讨各因素对树脂吸水性能的影响；（4）分析和整理实验数据，撰写毕业论文。

4. 研究创新点

淀粉是一种资源丰富、价廉易得的天然高分子化合物。

淀粉类吸水树脂由于原料来源广泛、价格低廉，在自然界中可生物降解,对环境友好，成为吸水树脂领域的研究热点。

将天然矿物高岭土与淀粉基吸水树脂复合制备新型高吸水材料，其原料来源丰富，廉价易得，能进一步降低生产成本，改善材料的性能，扩大应用范围。