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第 9 期 邱海燕，等: CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)高吸水树脂的合成及性能 ·1613·

脂中本身含有的大量的羧酸盐在水溶液中逐渐溶胀 逃逸出来；另一方面，由于在树脂合成中引入长链

并解离为—COO ，树脂分子之间的静电斥力逐渐增 耐温疏水单体 NaAMC 14 S，其疏水基团的疏水缔合
加，使得树脂三维网络结构扩张，树脂吸水溶胀且 作用，会改变树脂的网络结构和强度 [18-20] ，所以，
吸水速率较快；另一方面树脂内外的渗透压差较大， 在较高温度或在较高转速条件下，网络结构不容易
使得吸水速率较快；随着吸水时间的增长，第Ⅱ阶 被破坏，凝胶中的水分不易散失，使得 CMC-g-P
段，树脂内外的渗透压差逐渐变小，高吸水性树脂 (AM-co-NaAMC 14 S)高吸水性树脂具有较好的抗温
的吸水速率减慢，但是吸水倍率仍在增加；第Ⅲ阶 和极强的耐压性能，具有很好的保水效果。
段，树脂内外的渗透压差几乎无差异，吸水速率几
乎为零，树脂达到吸水平衡，吸水倍率不再变化。此
外，树脂达到溶胀平衡时间较长，是因为 NaAMC 14 S
单体中含有疏水基团，使得树脂的吸水速率较慢。

图 5 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)高吸水树脂吸水倍率
Fig. 5 Water absorbent rate of superabsorbent resin
CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)

2.3.2 不同吸水树脂的保水性能

以不同温度和加压条件下保水能力作为评价指 a—不同温度；b—不同转速

标，对 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)、P(CMC-g-AM) 图 6 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)和 P(CMC-g-AM)溶胀
的保水性能做了对比，每隔 30min（温度测试）或 样品在不同温度、转速下的保水性
5 min（加压测试）测试一次树脂的保水率 [25-27] ，结 Fig. 6 Water retention properties of CMC-g-P (AM-co-
NaAMC 14 S) and P(CMC-g-AM) swelling sample
果如图 6 所示，其中，P1 表示 CMC-g-P(AM-co-
at different temperature and rotational speeds
NaAMC 14 S)，P2 表示 P(CMC-g-AM)。
从图 6a 可以看出，不同温度下，随时间的增长， 2.3.3 高吸水树脂在不同盐溶液中的吸液性能
两种树脂的保水率均减少。且在相同条件下，CMC-g-P 将高吸水性树脂分别浸泡在去离子水和不同盐
(AM-co-NaAMC 14 S)树脂的保水率均高于 P(CMC- 的水溶液中，经过一段时间达到溶胀平衡后，分别
g-AM)，说明 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)高吸水性 测定吸液倍率，结果如表 1 所示。
树脂具有较好的抗温性能。
表 1 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S)在不同盐溶液中的吸
图 6b 的结果与图 6a 类似，CMC-g-P(AM-co-
液倍率
NaAMC 14 S)保水率较高，高于 P(CMC-g-AM)的保水
Table 1 Absorbency ratio of CMC-g-P (AM-co-NaAMC 14 S)
率，并展现出较强的抗压性能。而凝胶中的水以 3 种 in different salt solutions
形式存在，分别为 [25,27] ：自由水、半结合水和结合 去离子水 NaCl 溶液 MgCl 2 溶液
水，其中自由水容易流动，且比半结合水和结合水更 吸液倍率/（g/g） 1425.6 78.6 22.1
容易损失。本文中高吸水性树脂吸水后的凝胶中主
要存在的是结合水和半结合水，只存在少部分自由水， 由表 1 可知，高吸水性树脂在去离子水、质量
这主要因为：一方面 CMC-g-P(AM-co-NaAMC 14 S) 分数 0.9% NaCl 和质量分数 0.2% MgCl 2 盐水中的吸
树脂高分子链的亲水性基团，与水分子形成氢键， 液倍率分别为：1425.6、78.6、22.1 g/g，可以看出
在失重过程中，存在于树脂网状空隙的自由水会先 高吸水性树脂的吸液倍率在不同溶液中有所不同，
损失，而结合水、半结合水很难从树脂网络结构中 这主要是因为水凝胶的溶胀能力主要取决于聚合物