Page 145 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 陈利维，等: 碱溶解玉米淀粉制备高吸水性树脂 ·2111·

H 2 SO 4 溶液中，90 ℃水浴回流 6 h，彻底水解淀粉至 树脂中吸水性基团（—COOH/—COONa）数目增多
恒重，用 3 mol/L 的 NaOH 溶液中和，过滤、蒸馏 并有利于三维网状结构形成 [13] ，因此吸水倍率升高。
水洗涤，90 ℃烘干至恒重，获得接枝单体丙烯酸质 当单体丙烯酸用量过多时，加速接枝前单体之间的
量 [11] 。并将纯化后样品质量减去接枝单体丙烯酸质 聚合反应，导致玉米淀粉分子中引入的聚丙烯酸分
量得到玉米淀粉质量。接枝率计算式如下： 子链过长 [14] ，而引起分子链间相互缠绕，使树脂三
W n 维网状结构变得更加致密，过于致密的结构会降低
G/ %  1= 00
W 吸水倍率。当丙烯酸与玉米淀粉质量比为 3∶1 时，
式中：W n 为接枝单体丙烯酸(n=0 为 SSAP，n=1 为 树脂形成三维网状结构致密度适宜，达到最佳吸水
SSAP 1 )质量，g；W 为玉米淀粉质量，g。 倍率，因此，确定最佳丙烯酸与玉米淀粉质量比为
1.5 SSAP 及 SSAP 1 性能测定 3∶1。
1.5.1 吸水倍率(Q)测定
室温下，分别称取干燥后的 SSAP 1 （0.1 g）和
SSAP（0.1 g）放入 500 mL 烧杯中，加入 200 mL
蒸馏水，静置吸水饱和（静置过夜），用 100 目尼龙
纱布缝制的茶包袋过滤至无水滴落，称量吸水后产
品，按下式计算吸水倍率 [12] 。
M  M  M
Q= 2 1 0
M 1
式中：Q 为吸水倍率，g/g；M 2 为样品吸水后质量，
g；M 1 为样品吸水前质量，g；M 0 为茶包袋浸水后悬

空静置 5 min 至无水滴落的质量，g。 图 1 丙烯酸与玉米淀粉质量比对 SSAP 1 吸水倍率的影响
1.5.2 吸盐水倍率(Q s )测定 Fig. 1 Effect of mass ratio of acrylic acid to starch on the
采用上述 1.5.1 节中方法将用 0.1 mol/L NaCl 溶 water absorbency of SSAP 1

液替代蒸馏水测定。 2.1.2 丙烯酸中和度对吸水倍率的影响
1.5.3 吸水速率曲线测定 在丙烯酸与玉米淀粉质量比为 3∶1，APS 用量
按 1.5.1 节中方法分别测定 SSAP 及 SSAP 1 浸水 为 0.4%，MBA 用量为 0.5%条件下，改变丙烯酸中
0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 h 的吸水倍率，以吸水 和度分别为 30%、40%、50%、60%、70%，考察了
倍率相对于时间作出吸水速率曲线图。 丙烯酸中和度对树脂吸水倍率的影响，结果见图 2，
1.5.4 重复吸水性能测定 实验方法同 1.2 节。
分别将 SSAP、SSAP 1 按 1.5.1 节中方法测定吸
水倍率，样品达到溶胀平衡后，60 ℃烘干，重复吸
水 6 次，记录 SSAP、SSAP 1 每次吸水达到溶胀平衡
时的吸水倍率。

2 结果与讨论

2.1 反应条件对树脂吸水倍率的影响
2.1.1 丙烯酸与玉米淀粉质量比对吸水倍率的影响
在丙烯酸中和度 40%，APS 用量为 0.4%，MBA
用量为 0.5%条件下，改变丙烯酸用量使丙烯酸与玉
米淀粉质量比分别为 1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶ 图 2 丙烯酸中和度对 SSAP 1 吸水倍率的影响
1，考察了丙烯酸与玉米淀粉质量比对树脂吸水倍率 Fig. 2 Effect of neutralization degree of acrylic acid on the
water absorbency of SSAP 1
的影响，结果见图 1，实验方法同 1.2 节。
从图 2 可见，SSAP 1 吸水倍率随丙烯酸中和度
由图 1 可知，随单体丙烯酸用量增加，SSAP 1
吸水倍率先升高后下降。可能原因是当单体用量较 增大先升高后降低。当丙烯酸中和度较低时，树脂
少时，接枝反应效率低，单体(含亲水基团—COOH/ 吸水倍率低。一方面因为反应体系中—COOH 相对
—COONa)接枝到玉米淀粉分子上的数量少，导致吸 于—COONa 含量更高，并不易解离，分子链间静电
水倍率低。随单体用量增加，接枝反应效率提高， 排斥作用小，导致丙烯酸易发生自聚反应，聚丙烯