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剑麻纤维接枝丙烯酸类单体制备吸水树脂的研究

作　者: 肖学文
导　师: 廖建和；廖双泉
学　校: 华南热带农业大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 剑麻纤维接枝吸水树脂吸水性能
分类号: TQ324.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 262次
引　用: 4次
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内容摘要

本文以剑麻纤维为骨架,以一定中和度的丙烯酸和少量丙烯酰胺为单体,采用硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）和过硫酸盐组成引发体系,通过接枝反应制备纤维素基吸水树脂。考察了剑麻纤维不同预处理、过硫酸盐的加入方式和用量、Na₂S₂O₃浓度、单体浓度和反应温度对制备吸水树脂的影响,考察了引发剂、单体配比、交联剂浓度对吸水树脂的吸水能力、吸水速率、保水性能和反复吸水性能的影响,采用红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）和差示扫描量热分析（DSC）表征吸水树脂的结构。结果表明:剑麻纤维的不同预处理对接枝反应有显著的影响,氢氧化钠溶液处理和蒸汽爆破处理的剑麻纤维接枝率和接枝效率都较高,混合酸处理的剑麻纤维具有中等的接枝率和接枝效率,而肥皂水和氨水处理的剑麻纤维的接枝率和接枝效率都较低。把Na₂S₂O₃浸泡的预处理剑麻纤维放入含丙烯酸类单体的溶液,先加入过硫酸铵[（NH4）₂S₂O₈]溶液、后加入过硫酸钾（K₂S₂O₈）溶液在引发中能起到协同作用,相同浓度的（NH₄）₂_S₂O₈溶液与K₂S₂O₈溶液在体积比为1/1时存在最佳的协同效果。吸水树脂合适的制备条件为:反应温度为45℃、剑麻纤维为0.5g、Na₂S₂O₃溶液浓度为0.5mol/L时,0.2mol/L的（NH₄）₂S₂O₈和K₂S₂O₈溶液体积皆为2.5mL～3.5mL,丙烯酸类单体的浓度控制在2mol/L～2.5mol/L,交联剂:N,N’—亚甲基丙双烯酰胺（MBAM）的量为1.25～2.5×10^-4mol。过硫酸盐用量对树脂的吸水率影响不显著,而交联剂的用量、丙烯酰胺（AM）的用量和丙烯酸（AA）的用量及中和度对吸水倍率和吸盐水倍率有显著的影响。吸水树脂的最大吸水倍率为530g/g,最大吸盐水倍率为58g/g,吸水速率为8g/min,树脂具有良好的保水性和热稳定性。FTIR分析表明,吸水树脂是纤维素和丙烯酸的接枝共聚物。TG和DSC分析表明,吸水树脂比剑麻纤维热稳定性好,吸水凝胶中水绝大多数是以自由水的状态存在且高温保水性很好。

全文目录

1 前言  7-15
  1.1 研究的重要性  7-11
  1.2 研究的现状和进展  11-13
  1.3 研究面临的问题及发展方向  13-14
  1.4 本研究的特点和意义  14-15
2 材料与方法  15-18
  2.1 原材料  15
  2.2 仪器设备  15
  2.3 实验流程  15-16
  2.4 实验方法  16
  2.5 测试方法  16-18
3 结果与讨论  18-46
  3.1 剑麻纤维接枝制备吸水树脂的研究  18-29
    3.1.1 过硫酸盐/硫代硫酸钠引发纤维素接枝机理  18-19
    3.1.2 剑麻纤维不同预处理对接枝反应的影响  19-21
    3.1.3 过硫酸盐加入方式对接枝反应的影响  21-22
    3.1.4 不同比例过硫酸盐对接枝反应的影响  22-23
    3.1.5 不同量过硫酸盐对接枝反应的影响  23-24
    3.1.6 Na_2S_2O_3浓度对接枝反应的影响  24-25
    3.1.7 单体浓度对接枝反应的影响  25-26
    3.1.8 反应温度对接枝反应的影响  26-27
    3.1.9 小结  27-29
  3.2 吸水树脂吸水和保水性能的研究  29-39
    3.2.1 吸水的机理  29-31
    3.2.2 过硫酸盐量对吸水性能的影响  31-32
    3.2.3 单体配比对吸水性能的影响  32-33
    3.2.4 交联剂浓度对吸水性能的影响  33-35
    3.2.5 吸水速率的研究  35-36
    3.2.6 保水性能的研究  36-37
    3.2.7 反复吸水性能的研究  37-38
    3.2.8 小结  38-39
  3.3 剑麻纤维接枝产物的表征  39-46
    3.3.1 FTIR分析  39-42
    3.3.2 TG分析  42-44
    3.3.3 DSC分析  44-45
    3.3.4 小结  45-46
4 结论  46-47
参考文献  47-51
附录  51-52
致谢  52

剑麻纤维接枝丙烯酸类单体制备吸水树脂的研究

内容摘要

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