Page 41 - 《精细化工》2019年第11期

第 11 期 徐桂明，等: PVA/P(AA-AM)/Urea 半互穿高吸水树脂的合成及性能 ·2189·

固定在高分子链上，阳离子游离在网格中，由于网
格中阳离子之间的静电斥力，促使网格开始舒展，
树脂内外产生渗透压差，从而树脂可以吸收大量水
–
+
分子。而盐水中含有 Na 、Cl ，导致树脂内外渗透
压差较小，因此吸盐水倍率小于吸水倍率。
2.2.2 AM 用量对树脂吸水倍率的影响
在 AA 10.0 g，PVA 用量为 15%，KPS 用量为
0.4%，MBA 用量为 0.05%，尿素用量为 10.0 g，AA
中和度为 70%的条件下，考察不同 AM 用量对树脂
吸水倍率的影响，结果见图 6。虽然丙烯酰胺中—

CONH 2 的亲水性小于—COOH，但与—COOH 会产
图 4 (a,b)P(AA-AM)/Urea 和(c,d)PVA/P(AA-AM)/Urea 树
脂在不同放大倍数下的 SEM 图 生协同作用，从而提高树脂的吸水倍率。但当丙烯
Fig. 4 SEM images of P(AA-AM)/Urea and PVA/P(AA- 酰胺与丙烯酸的比例过高时，树脂网格中的—
AM)/Urea resin at different magnifications CONH 2 基团过多，树脂的亲水性反而大大降低。依

据文献，这可能是树脂内部的离子浓度降低，树脂
2.2 影响树脂吸水倍率的因素分析
内外渗透压差减小，导致吸水倍率降低 [26] 。由图 6
2.2.1 PVA 用量对树脂吸水倍率的影响
可知，丙烯酰胺用量为 10%时，树脂的吸水倍率最
在 AA 10.0 g，AM 用量为 10%（以 AA 质量为
高。由于树脂的吸盐水曲线与吸水曲线的机理大致
基准，下同），KPS 用量为 0.4%，MBA 用量为 0.05%，
相同，并已在上文中详细解释，因此，在以下不同
尿素用量为 10.0 g，AA 中和度为 70%条件下，考察
因素对树脂吸水倍率的影响讨论中不再一一赘述。
不同 PVA 用量对树脂吸水倍率的影响，结果见图 5。

图 6 AM 用量对树脂吸水倍率的影响

图 5 PVA 用量对树脂吸水倍率的影响 Fig. 6 Effect of AM dosage on water absorbency of resin
Fig. 5 Effect of PVA dosage on water absorbency of resin
2.2.3 KPS 用量对树脂吸水倍率的影响
当 PVA 用量小于 15%时，树脂的吸水倍率随着 在 AA 10.0 g，PVA 用量为 15%，AM 用量为
PVA 用量增加而升高，当 PVA 用量大于 15%后，吸 10%，MBA 用量为 0.05%，尿素用量为 10.0 g，AA
水倍率迅速降低。适量的 PVA 能够与羧基、酰胺基 中和度为 70%的条件下，考察不同 KPS 用量对树脂
形成氢键，贯穿在树脂网络中，形成新的网格结构， 吸水倍率的影响，结果见图 7。由图 7 可见，引发
提高吸水倍率。而随着 PVA 用量的增加，过多长链 剂用量的多少对树脂的吸水倍率有很大影响。引发
高分子占据在网格中，使得树脂网格变得致密，网 剂用量较少时，聚合速率较慢，自由基较少，大量
格体积减小，并且过量的 PVA 会导致分子链发生缠 聚合单体无法被引发形成自由基并参与聚合反应，
绕，也会占据网格空间，从而导致树脂吸水倍率下 树脂内部残留大量未反应的单体而网状高分子链较
降 [25] 。因此，聚乙烯醇的用量为 15%时，树脂的吸 少，因此吸水倍率较低；但当引发剂用量过多时，
水倍率最高。从图中可以看出，树脂的吸盐水倍率 反应体系中自由基数量增多，反应过快，链终止反
曲线与吸水倍率曲线趋势基本相同，这是由于树脂 应也随之加快，体系中形成很多低相对分子质量的
吸盐水的机理与吸水机理相同，都是由于树脂内部 共聚物，无法形成完整的网络，吸水倍率也随之降
的亲水基团遇水（盐水）后产生电离，阴离子依然 低。所以，本实验引发剂的适宜用量为 0.4%。