Page 148 - 精细化工2019年第10期

·2114· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

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8b）表面凹凸不平且接有长短不一的丝状链段，两 （Na 、H ）浓度增大，树脂内外侧渗透压差随之增
者有明显的接枝效果。从形貌上可观察出 SSAP 1 较 大，故树脂刚浸水时吸水速率快。但随水分子不断
SSAP 更为均相。可能原因是相较于高温糊化淀粉， 进入树脂内部，导致树脂内外侧渗透压差减小，因
碱溶解淀粉能更好地破坏淀粉分子间和分子内的氢 此吸水速率逐渐变缓。当树脂内外侧离子浓度差所
键，让淀粉分子中更多的羟基（—OH）暴露出来， 提供的驱动力不能克服树脂交联结构及树脂上分子
使接枝反应效率更高。 链间的相互作用（如氢键）所产生的阻力时 [29] ，树
2.5 接枝率测定 脂吸水量饱和，吸水速率趋于零。
已有研究证实，从树脂的接枝率（G）可反映 从 SSAP 及 SSAP 1 在 0~0.5 h、0.5~1.0 h、1.0~2.0 h、
出体系中反应的均匀度和完全程度 [27] ，不同工艺制 2.0~3.0 h 内的吸水速率，以及 SSAP 1 比 SSAP 更早
备淀粉基高吸水性树脂的接枝率见表 1。 达到饱和状态论证出，碱溶解淀粉相对于高温糊化
淀粉能提高接枝反应均匀性。因此，SSAP 1 表面亲
表 1 不同工艺制备 SSAP 的接枝率（G） 水基团多于 SSAP，导致 SSAP 1 在 0~0.5 h、0.5~1.0 h、
Table 1 Grafting ratio (G) of SSAP prepared by different
processes 1.0~2.0 h、2.0~3.0 h 内的吸水倍率优于 SSAP，达到
饱和状态所需时间更短。
SSAP 1 SSAP
2.6.2 重复吸水性能分析
玉米淀粉/ g 5.02 5.01
重复吸水性能是评价高吸水性树脂应用性能的
单体含量/ g 13.35 10.65
接枝率(G)/% 266 212 另一重要指标。使用次数对 SSAP 及 SSAP 1 吸水倍
率的影响见图 10。
从表 1 可知，碱溶解淀粉制备 SSAP 1 的接枝率

（266%）明显高于传统高温糊化淀粉制备 SSAP
（212%）。
2.6 SSAP 及 SSAP 1 性能分析
2.6.1 吸水速率分析
吸水速率是高吸水性树脂重要的应用性能指
标。SSAP 和 SSAP 1 的吸水速率曲线见图 9。

图 10 使用次数对 SSAP 及 SSAP 1 吸水倍率的影响
Fig. 10 Effect of the number of utilization on the water
absorbency of SSAP and SSAP 1

由图 10 可知，随着吸水次数的增多，SSAP 和
SSAP 1 的吸水倍率明显开始下降；SSAP 1 重复吸水 3
次后，第 4 次吸水倍率高于第 1 次吸水倍率的 80%，

图 9 SSAP 和 SSAP 1 的吸水速率曲线 然而，SSAP 重复吸水 3 次后，第 4 次吸水倍率低于
Fig. 9 Water absorbency curves of SSAP and SSAP 1 第 1 次吸水倍率的 80%，由此证明 SSAP 1 的重复吸

由图 9 可知，SSAP 和 SSAP 1 浸水后 0.5 h 内吸 水性能优于 SSAP。
水速率最快，之后两者吸水速率（即图 9 中曲线斜 高吸水性树脂在重复使用的情况下，吸水倍率
率）逐渐变缓。SSAP 1 在 0~0.5 h、0.5~1.0 h、1.0~2.0 h、 下降的主要原因可能是吸水过程中树脂内外侧所产
2.0~3.0 h 吸水速率明显高于 SSAP，但 3~4 h 内 SSAP 生的渗透压使树脂中小分子链脱落 [30] ，导致树脂结
吸水速率高于 SSAP 1 ，SSAP 和 SSAP 1 分别在 5 h 和 构被破坏，进而造成树脂重复使用时，随着使用次
4 h 后吸水溶胀接近饱和状态。可能原因是，初浸水 数的增加树脂的吸水倍率下降。
时伴随着树脂分子链上—COOH/—COONa 的离解， SSAP 1 重复吸水性能优于 SSAP，证实碱溶解淀
树脂分子链上—COO—数目增多 [28] ，所产生的静电 粉相对于高温糊化淀粉能提高反应均匀度及完全程
排斥力使其分子链充分舒展，以致树脂表面的吸水 度，糊化后的淀粉更容易接枝上聚丙烯酸分子链，
性基团与水分子充分接触，同时树脂内部的阳离子 及相互交联概率增大，并且牢固不易脱落，所以树