Page 71 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 张 名，等: 聚（AM-co-C 16 DMAAC）/可溶性淀粉高吸水树脂的制备及溶胀动力学 ·489·

固体单体质量为 10 g，当可溶性淀粉含量增加时， C 16 DMAAC 聚合凝胶黏弹性对比测试，平板剪切测
则 AM 加量会随之减少，致使过量的可溶性淀粉不 试结果见图 4。将 AM-co-C 16 DMAAC 聚合凝胶水解
能被接枝，只能被物理填充在体系内部，并且实验 前后样品记为 SR-16-Q 和 SR-16-H，将 AM 聚合凝
现象表明，在聚合完成后反应体系黏度增大，说明 胶水解前后样品记为 SR-Q 和 SR-H。由图 4 可知，
单体之间没有较好地完全聚合，树脂吸水倍率呈现 SR-16-Q 的储能模量（G′）和耗能模量（G″）明显
降低趋势。所以，较佳可溶性淀粉加量为 40%。 大于 SR-Q，SR-16-H 的 G′和 G″明显大于 SR-H，说明
疏水单体 C 16DMAAC 的引入能提高聚合凝胶的弹性

模量和抗张强度。这主要是由于疏水单体 C 16DMAAC
分子中带有一个疏水长烷烃链—(CH 2 ) 15 —CH 3 ，能
在可溶性淀粉和 AM 接枝共聚过程中产生疏水缔合
作用 [26] ，形成分子间和分子内缔合，这样就在聚合
树脂内部产生了支撑作用，提高了聚合凝胶的三维空
间网状结构强度，导致树脂聚合物分子链能固定更
多的水分子。继续增加 C 16DMAAC 用量，大量疏水
长链烷烃链就会产生空间位阻效应，影响聚合效率，
导致树脂吸水倍率略微降低。所以，较佳 n（AM）∶

图 2 可溶性淀粉加量对树脂吸水倍率的影响 n（C 16 DMAAC）=99.2∶0.8。
Fig. 2 Effect of soluble starch content on the water
absorbency of resin

2.1.3 n（AM）/ n（C 16 DMAAC）对树脂吸水倍率
的影响
疏水单体 C 16 DMAAC 加量单因素探索实验条
件为：固定可溶性淀粉添加量 40%和水解度 80%，
探讨了 C 16 DMAAC 加量对树脂吸水倍率的影响，结
果如图 3 所示。由图 3 可知，未添加 C 16 DMAAC 时，
聚合得到的 AM 树脂的吸水倍率为 830.33 g/g；随着
C 16 DMAAC 用量的增加，树脂的吸水倍率呈线性增
加，并且当 n(AM)∶n(C 16DMAAC)=99.2∶0.8 时，树
脂 的吸水倍率 达到最 大，为 1477.32 g/g ，说明
C 16DMAAC 的引入能显著提高 AM 系可溶性淀粉复合
吸水树脂的吸水性能。

图 4 聚合凝胶储能模量（a）和耗能模量（b）测试
Fig. 4 Storage modulus (a) and loss modulus (b) tests of
polymerized gels

2.1.4 APS 加量对树脂吸水倍率的影响
引发剂 APS 加量单因素探索实验条件为：固定

图 3 n（AM）∶n（C 16 DMAAC）对树脂吸水倍率的影响 可溶性淀粉加量为 40%、n(AM)∶n(C 16 DMAAC)=
Fig. 3 Effect of molar rate of AM to C 16 DMAAC on the 99.2∶0.8、水解度为 80%，探讨了 APS 加量（质量
water absorbency of resin 浓度为 5000 mg/L）分别为 1、2、3、4、5、6、7、

为了进一步探究 C 16 DMAAC 对 AM 基可溶性淀 8 和 9 mL 对树脂吸水倍率的影响，结果如图 5 所示。
粉吸水树脂聚合体系的贡献，进行了 AM 和 AM-co- 由图 5 可知，当 APS 加量低于 4 mL 时，树脂的吸