Page 76 - 《精细化工》2022年第9期

第 39 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.39, No.9
2022 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2022

功能材料
水解对 SL-g-P(AA-AM)/PVP 半互穿高吸水

树脂结构与性能的影响

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张 帆 ，徐桂明 ，朱丽珺 ，姜 姜
（1. 南京林业大学 理学院，江苏 南京 210037；2. 南京林业大学 林学院，江苏 南京 210037）
摘要：以木质素磺酸钠（SL）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为原料，过硫酸钾
为引发剂，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂合成了 SL-g-P(AA-AM)/PVP 半互穿网络高吸水树脂。将
SL-g-P(AA-AM)/PVP 在 NaOH 水溶液中进一步水解得到 H-SL-g-P(AA-AM)/PVP。考察了水解时间、NaOH 溶液
浓度、水解温度以及搅拌速率对树脂吸水倍率的影响。利用 FTIR、LNMR、XRD、TG 和 SEM 对水解前后样品
的结构、热稳定性和表面形貌进行了表征，测试了水解前后样品的溶胀性能、保水性能及重复使用性能。结果
表明，在 NaOH 浓度为 0.0125 mol/L，水解温度为 75 ℃，搅拌速率为 400 r/min 的条件下水解 2.0 h 得到的树脂
吸水倍率可达 2011.12 g/g，比未水解树脂提升了 68.39%，且水解前后树脂的溶胀行为均符合一阶与二阶溶胀动
力学模型。H-SL-g-P(AA-AM)/PVP 在质量分数为 1.1%的 NaCl 溶液中的吸盐水倍率（109.55 g/g）高于
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SL-g-P(AA-AM)/PVP（90.74 g/g），但由于水解后—COO 增多，树脂在 MgCl 2 和 FeCl 3 溶液中的吸盐水倍率并未
提升。此外，水解后树脂的保水性能优于未水解树脂，且具有一定的重复使用性能。
关键词：高吸水树脂；碱性水解；半互穿网络；木质素磺酸钠；功能材料
中图分类号：TQ325.7 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 09-1794-11

Effects of hydrolysis on structure and properties of SL-g-P(AA-AM)/PVP

semi-interpenetrating superabsorbent resin

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ZHANG Fan , XU Guiming , ZHU Lijun , JIANG Jiang
（1. College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China; 2. College of Forestry, Nanjing
Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China）
Abstract: A semi-interpenetrating network superabsorbent resin [SL-g-P(AA-AM)/PVP] was synthesized
using sodium lignosulfonate (SL), acrylic acid (AA), acrylamide (AM) and polyvinylpyrrolidone (PVP) as
raw materials, potassium persulfate as initiator and N,N'-methylene bisacrylamide (MBA) as cross-linking
agent, which was further hydrolyzed in NaOH solution to obtain H-SL-g-P(AA-AM)/PVP. The effects of
hydrolysis time, NaOH solution concentration, hydrolysis temperature and stirring rate on water absorption
capacity of the resin prepared were then investigated. Meanwhile, the structure, thermal stability and
surface morphology of samples before and after hydrolysis were characterized and analyzed by FTIR,
LNMR, XRD, TG and SEM along with evaluation on the reusability, swelling and water retention
properties. The results showed that the resin obtained by hydrolysis under the condition of NaOH
concentration of 0.0125 mol/L, hydrolysis temperature of 75 ℃ and stirring rate of 400 r/min for 2.0 h
exhibited a water absorption capacity of 2011.12 g/g, 68.39% higher than that of the unhydrolyzed resin.
The swelling behavior of both resins before and after hydrolysis fitted to the first- and second-order
swelling kinetic models. The swelling ability (109.55 g/g) of hydrolyzed sample in NaCl solution with a
mass fraction of 1.1% was higher than that of the unhydrolyzed control (90.74 g/g), while no significant

收稿日期：2022-03-21; 定用日期：2022-05-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220247
基金项目：国家重点研发计划（2017YFC0505502）
作者简介：张 帆（1996—），女，硕士生，E-mail：1207528402@qq.com。联系人：朱丽珺（1960—），女，教授，E-mail：lxyzlj@
njfu.edu.cn。