聚丙烯酸類高吸水樹脂及電紡纖維膜的制備.pdf

1、高吸水聚合物是一種具有一定交聯度的三維網絡結構狀的新型功能高分子材料，分子鏈上含有很多強親水基團，能吸收相當于自身質量幾百倍甚至幾千倍的水，并且吸水后加壓也不易失水。聚丙烯酸類高吸水聚合物相對于其他種類的高吸水聚合物，具有吸水性好、制備工藝簡單等優(yōu)點，在衛(wèi)生用品、工業(yè)及農業(yè)等各個方面具有廣泛的應用。本論文采用丙烯酸(AA)與丙烯酰胺（AM）單體共聚并與聚乙烯醇(PVA)共混得到聚（丙烯酸-丙烯酰胺）/聚乙烯醇溶液(即P(AA-AM)/P

2、VA溶液），經涂膜或靜電紡絲得到高吸水樹脂膜或微納米纖維膜，研究其吸水和吸濕性能。此種方法聚合穩(wěn)定，避免了傳統(tǒng)聚合方法容易產生的暴聚現象，提高了高吸水樹脂的吸鹽水率以及纖維膜的吸濕性能。
　　論文首先研究了原料配比、熱處理條件、NaCl溶液的濃度以及溶液的pH值對高吸水樹脂吸水性能的影響。研究表明:高吸水樹脂的吸水率隨著引發(fā)劑過二硫酸鉀(KPS)和單體AM用量的增大先增加后減小，KPS和AM用量分別為單體重量的0.5％和25％時吸

3、水率最大;吸水率隨著PVA含量的增大而減小，考慮到溶液可紡性以及高吸水樹脂膜的柔韌性，選擇PVA含量為單體量的15％為宜;吸水率隨著AA中和度以及交聯劑戊二醛(GA)含量的增大先增大后減小，AA中和度為75％，GA含量占(AM+AA+PVA)總量的1.0％時吸純水率最高，當含量為2.0％的時候吸鹽水率（0.9wt％NaCl溶液）最高;隨著熱處理時間和溫度的增加，高吸水樹脂交聯度增加，吸水率先增大后減小，在130℃下經過25分鐘熱處理后吸

4、水性最好。
　　制備得到的高吸水樹脂最高吸純水率可達741g/g，吸鹽水率最高達到135g/g，吸水速率可達22g/(g·min);在NaCl溶液中，隨著NaCl濃度增大，高吸水樹脂吸鹽水率下降;在不同溶液pH值下，當pH值為5和10時，吸水性較好，但在強酸強堿環(huán)境下，其吸水率大大減小;吸水動力學研究得出，高吸水樹脂吸水速率在吸水初期很大，隨后慢慢減緩，直至達到吸水平衡;耐熱保水性能測試得出，吸水飽和的高吸水樹脂，分別在30℃和5

5、0℃下烘干28小時后，保水率分別在86％和52％以上。
　　將P(AA-AM)/PVA溶液作為紡絲溶液，在不同的紡絲液濃度、紡絲電壓、接收距離以及溶液流速下進行靜電紡絲，得到微納米纖維膜，尋找最佳紡絲工藝。研究表明:采用聚合物溶液濃度在17％-19％之間、GA含量在1.0％-2.0％之間的紡絲液，在電壓為20-30kV，接收距離為22-26cm，推進速度為10-15μL/min的紡絲條件下得到纖維，在120℃下經過20-30分鐘的