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本文以瓜尔胶为原料,与丙烯酸接枝共聚,采用水溶液聚合法合成高吸水性树脂(SAP)。讨论了上述高吸水性树脂的合成工艺条件,以及吸水树脂的吸水性能、保水性能、树脂涂布纸张的吸潮性能。
本实验用瓜尔胶、丙烯酸(AA)为单体,用氢氧化钠中和丙烯酸,并以亚硫酸钠、过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过接枝共聚法可制备稳定的凝胶状的瓜尔胶-丙烯酸高性能吸水树脂,并且产物具有较高的吸水倍数,涂布手抄纸有较高的吸潮率。实验确定了最佳的聚合工艺:1g瓜尔胶,10g丙烯酸,0.01g亚硫酸钠,O.005g交联剂,0.08g引发剂,当亚硫酸钠与引发剂用量比值在1:3时,一定量的蒸馏水溶解,在70-80℃水浴中反应2-3小时,所得高吸水性树脂性能的综合性能最好,当中和度为80%,反应温度控制在70℃时,产物的吸水倍数以及纸张的吸潮率较高,反应易控制,不易暴聚。树脂最大吸水倍数接近1300左右,在自然条件下,经20天后,其保水率仍有70%左右。树脂来涂布手抄纸,在4小时内其吸潮率最大可以达到230%左右。
将自制的SAP涂布手抄纸应用于吸湿材料在国内属首创,本文研究了不同温度、湿度条件下涂布手抄纸的吸湿性能,比较了不同吸水倍数SAP涂布手抄纸后的吸湿性能;比较了不同AA配比、不同交联剂用量、不同用量引发剂、亚硫酸钠的高吸水树脂涂布手抄纸的吸湿性能。实验表明AA配比越高,纸张的吸湿性能越好。AA配比和交联剂对吸潮率的作用较大。比较了涂布手抄纸与常用的物理干燥剂硅胶、竹炭的吸湿性能,当空气中的湿度较低,小于40%时,硅胶、竹碳的吸湿性能与高吸水性树脂吸湿性能差距较小,当相对湿度大于50%时,高吸水性树脂的吸湿性能要远远大于物理吸湿剂。
通过红外光谱(IR)对高吸水性树脂、瓜尔胶和涂布树脂手抄纸进行了鉴定;热分析(TGA)图谱表明树脂涂布手抄纸具有良好的热稳定性;X射衍射(XRD)对瓜尔胶、树脂进行物相分析,说明树脂有无定性形态;扫描电镜(SEM)图谱表明纸张在吸潮以后纤维之间有明显的空隙,表明涂布树脂之后的纸张有明显的吸潮能力。