本文以瓜爾膠為原料，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，氫氧化鈉為催化劑，乙醇為溶劑， 對(duì)交聯(lián)瓜爾膠的制備進(jìn)行了研究?？疾炝谁h(huán)氧氯丙烷用量、pH、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫 度、乙醇濃度對(duì)交聯(lián)瓜爾膠沉降積的影響。隨著pH的增大，交聯(lián)瓜爾膠沉降積先 減小后增大；在一定范圍內(nèi)，增加環(huán)氧氯丙烷用量，提高反應(yīng)溫度，延長反應(yīng)時(shí)間， 減小乙醇濃度，交聯(lián)瓜爾膠沉降積都逐漸減小至一定值后不變。通過正交實(shí)驗(yàn)確定 了制備改性瓜爾膠最佳工藝條件為：交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷用量8% (占干瓜爾膠質(zhì)量）， 反應(yīng)？1110，反應(yīng)時(shí)間4.011，反應(yīng)溫度40°(：，乙醇濃度90%。

　　

　　以交聯(lián)瓜爾膠為原料，以丙烯酸/丙烯酰胺為接枝聚合單體，過硫酸銨為引發(fā)劑， N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用水溶液聚合法制備了改性瓜爾膠高吸水 性樹脂。探討了丙烯酸中和度、丙烯酰胺與丙烯酸質(zhì)量比、單體與交聯(lián)瓜爾膠質(zhì)量 比、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)高吸水性樹脂吸液率、接枝 效率、接枝率、單體轉(zhuǎn)化率的影響，改性瓜爾膠高吸水性樹脂的最佳制備工藝條件 為：丙烯酸中和度80%、丙烯酰胺與丙烯酸質(zhì)量比0.8、單體與交聯(lián)瓜爾膠質(zhì)量比 6:1、弓丨發(fā)劑用量0.8%、交聯(lián)劑用量0.3%、反應(yīng)時(shí)間3.5h、反應(yīng)溫度65°C。

　　

　　用紅外光譜儀、熱重分析儀(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)分別對(duì)瓜爾膠、交聯(lián) 瓜爾膠、改性瓜爾膠高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)與熱特性進(jìn)行了表征與測試。結(jié)果表明， 交聯(lián)瓜爾膠沒有引入新的官能團(tuán)，但其-OH和C-H的伸縮振動(dòng)增強(qiáng)；改性瓜爾膠高 吸水性樹脂出現(xiàn)了羰基和酰胺基的伸縮振動(dòng)峰。瓜爾膠經(jīng)交聯(lián)后，其耐熱性增加， 且耐熱性隨著交聯(lián)度的增加而增加；交聯(lián)瓜爾膠經(jīng)接枝聚合后，其分解溫度升高， 熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。

　　

　　對(duì)改性瓜爾膠高吸水樹脂進(jìn)行吸液速率、保水性能、重復(fù)吸液能力及穩(wěn)定 性等測試結(jié)果表明：交聯(lián)瓜爾膠高吸水性樹脂具有吸水速度快、保水性能良好、 重復(fù)使用次數(shù)多且樹脂在吸水時(shí)對(duì)水溫要求不大，在通常環(huán)境溫度范圍內(nèi)都可正常使用。

　　

　　高吸水性樹脂(Super Absorbent Resin，簡稱SAR)是一種吸水及保水能力很強(qiáng)的高分子物質(zhì)[1]。通常是經(jīng)聚合反應(yīng)(或接枝反應(yīng))將低分子(或高分子)物質(zhì)合成共聚物 (或改性聚合物)，是一種具有吸液量大、吸液速率快、保水能力強(qiáng)等特點(diǎn)的新型功 能性高分子材料[2]。利用這種獨(dú)特的性質(zhì)，高吸水性樹脂被廣泛應(yīng)用于個(gè)人衛(wèi)生用 品制造方面，由高吸水性樹脂制成的衛(wèi)生用品具有使用方便、舒適、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)， 從而占領(lǐng)了絕大部分市場；在農(nóng)業(yè)方面，高吸水性樹脂可有效減少灌溉需水量、降 低作物死亡率、提高土壤中肥料含有量，提高農(nóng)作物生長速度；高吸水性樹脂還被 用作工業(yè)吸附劑、冬季運(yùn)動(dòng)的人工雪、膠體活性劑、玩具、化妝品等方面?？傊?， 無論在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還是在人們?nèi)粘Ｉ钪?，高吸水性樹脂一直起著十分重要?作用[3]。

　　

　　1.1高吸水性樹脂研究進(jìn)展1.1.1國外研究概況對(duì)高吸水性樹脂的研究與應(yīng)用已有40多年的歷史了。1961年美國農(nóng)業(yè)部北方 研究所Russell和Fanta等人[4_5]首次對(duì)淀粉接枝丙烯腈進(jìn)行研究，并于1966年研制 出淀粉接枝丙烯腈共聚物。產(chǎn)品吸水能力良好，吸水后形成的凝膠體在加壓的情況 下也不會(huì)與水分離，保水性很強(qiáng)。此后這類吸水材料便逐漸引起了各國研究者們的廣泛關(guān)注。

　　

　　1974年Fanta等人[6]發(fā)表論文指出淀粉的接枝共聚物經(jīng)皂化處理后，短時(shí)間內(nèi) 吸水及合成尿的能力超過50%。同年Weaberm、Weaver[8]以及Fanta[9]等研究者用糊 化淀粉接枝丙烯腈，水解后合成了高吸水性樹脂。1976年Hercules公司，Persinal Products公司等對(duì)纖維素接枝丙烯腈進(jìn)行了深入研究，獲得了粉末、絲及片狀產(chǎn)品 等[1()]。20世紀(jì)70年代末，日本三洋化成珠式會(huì)社首次將吸水樹脂作為原料，用于 一次性尿布的研究與生產(chǎn)[11]。除此之外，美國Dow公司首先將丙烯酸乙酯與丙烯 酸共聚，而后與環(huán)氧氯丙烷混合制得高吸水性樹脂膜，極大提高了樹脂的性能，使 得通過合成方法制備的高吸水性樹脂擁有更大的發(fā)展。

　　

　　20世紀(jì)80年代初期，美國聯(lián)碳公司通過物理引發(fā)法(放射線)，使各類氧化烯烴 發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制得了非離子型的高吸水性樹脂，第一次將非離子型高吸水性樹脂 帶入研究者們的視野[12_13]。此后，各國又研制出不同類型的高吸水性樹脂，并對(duì)制 備工藝、吸液效果、應(yīng)用范圍等進(jìn)行了大量的探究。制備的高吸水性樹脂除了以纖 維素、淀粉為原料以外，還采用了如蛋白質(zhì)、殼聚糖等天然化合物及衍生物等，豐 富了高吸水性樹脂的品種[14_15]。

　　

　　進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，世界各國對(duì)高吸水性樹脂各方面的研究逐漸成熟。研 究者們將高吸水性樹脂與其它高分子材料混合，制成復(fù)合型高吸水性樹脂，開啟了 復(fù)合型高吸水性樹脂的大門[m8]。同時(shí)在制備方法上也有很大創(chuàng)新，開始使用反應(yīng) 條件溫和、副反應(yīng)少、產(chǎn)率高的反相懸浮聚合法。20世紀(jì)90年代末期，高吸水性 樹脂的使用范圍日漸擴(kuò)大，除了衛(wèi)生用品外，在工農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、防風(fēng)固沙、 建筑材料、食品添加劑等領(lǐng)域都獲得了廣范應(yīng)用[19_2()]。

　　

　　1丄2國內(nèi)研究概況我國對(duì)高吸水性樹脂的研究工作起步于20世紀(jì)80年代初期。1982年黃美玉等 人t21]率先制成了吸水率為^Ogf1的聚丙烯酸鈉類高吸水性樹脂。季鴻漸等人[22]采 用丙稀fe與淀粉接枝共聚并用喊中和的工藝，制出了吸水率為2000g‘g 1的吸水劑。 朱秀林等人[23]采用反相乳液聚合法合成了內(nèi)交聯(lián)型高吸水性聚丙烯酸鈉。柳明珠[24] 以N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，硝酸鈰銨為引發(fā)劑，采用溶液聚合法，將 洋芋淀粉與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚制得高吸水性樹脂。路建美等人[25]以丙烯酸和烏 頭酸為單體，K2S2O8和Na2S2〇4為引發(fā)劑，通過微波福射聚合法制得商吸水性樹脂。 崔英德等人[$27]以丙烯酸為單體，通過反相懸浮聚合法制成了一種具有內(nèi)軟外硬結(jié) 構(gòu)的新型吸水樹脂。

　　

　　從整體上看，我國高吸水性樹脂的研究工作大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)初級(jí)階段，實(shí)際 應(yīng)用相對(duì)較少。與國外同類產(chǎn)品相比，我國高吸水性樹脂無論在產(chǎn)品性能、質(zhì)量、 價(jià)格及應(yīng)用方面都難以與之抗衡，特別是在工業(yè)化及應(yīng)用研究領(lǐng)域。從側(cè)面也說明 了我國高吸水性樹脂具有很大的發(fā)展?jié)撡|(zhì)，有待于進(jìn)一步深入研究[28]。

　　

　　1.1.3今后發(fā)展特點(diǎn)(1)高性能化以高吸水性樹脂良好的吸液及保水性能為基礎(chǔ)，增強(qiáng)其耐鹽性、吸液速度、吸 水后強(qiáng)度等其他性能。閆輝等人[29]闡述了提高高吸水性樹脂耐鹽性能的三種可行方 案：1)將非離子型親水基團(tuán)接枝到分子骨架上；2)使用含有大量親水基團(tuán)的交聯(lián)劑; 3)用表面活性劑(或離子交換樹脂)對(duì)吸水樹脂進(jìn)行表面處理(或包皮)。孫克時(shí)等人[3()] 以丙烯酰胺、丙烯酸及甲基丙烯酸羥乙酸為接枝聚合單體，通過溶液聚合法制備耐 鹽型高吸水性樹脂。

　　

　　(2)復(fù)合材料化將高吸水性樹脂與其他材料復(fù)合，制備出具有性能優(yōu)越、成本低廉、兼有其他 特殊功能的高吸水性材料。李曉陽等人[31]采用高吸水劑、紗布及不粘紗布等材料為 原料，研制出一種無毒、無刺激、吸收滲出液及血液的能力明顯優(yōu)于普通紗布的新 型復(fù)合燒傷敷料。林松柏等人[32]制成了部分中和交聯(lián)的高嶺土 -聚丙烯酸樹脂，通過 掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，樹脂的凝膠剛性強(qiáng)、強(qiáng)度高。

　　

　　(3)功能化功能化有益于新型材料的開發(fā)及應(yīng)用。Hsueh等人[33]將固體載體和芳香性物質(zhì) 加入到吸水性聚合物中，經(jīng)干燥后的產(chǎn)物在其表面被濕潤的情況下會(huì)發(fā)生膨脹并能 持續(xù)釋放香氣。

　　

　　(4)可降解性隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，高吸水性樹脂的生物降解性一直以來都是研究 者們最為關(guān)注的一個(gè)方面。雖然淀粉、纖維素類吸水樹脂具有一定的降解性，但通 常難以完全降解；而氨基酸類高吸水性樹脂易被生物完全降解，可是吸水及保水能 力卻很低。以微生物為原料制備的高吸水性樹脂，吸水率及保水性能低，難以進(jìn)行 工業(yè)化生產(chǎn)，但其具有良好的降解性和獨(dú)特的應(yīng)用性能，這將是未來高吸水性樹脂 的一個(gè)發(fā)展趨勢。

　　

　　1.2高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)及吸水原理 1.2.1高吸水性樹脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高吸水性樹脂的空間網(wǎng)路結(jié)構(gòu)是由兩類交聯(lián)組成，一類是化學(xué)交聯(lián)，另一類是 共聚物分子鏈間相互纏繞的物理交聯(lián)[34]。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，含有親水基團(tuán)， 并具有一定交聯(lián)度的高吸水性樹脂分子，一般呈三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種特別的化 學(xué)及空間結(jié)構(gòu)，使其在吸水時(shí)既有物理、化學(xué)吸附，又有網(wǎng)絡(luò)吸附。吸水前，分子 鏈間相互緊密纏繞，整體上具有一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；吸水后，共聚物可以看成是高分 子電解質(zhì)組成的離子網(wǎng)絡(luò)與水的混合物[35]。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，高吸水性樹脂的主鏈 或側(cè)鏈上含有一定數(shù)量的親水性基團(tuán)，當(dāng)親水基團(tuán)與水發(fā)生親和作用時(shí)，樹脂便具 有吸水性；從物理結(jié)構(gòu)上看，高吸水性樹脂可以理解為具有一定交聯(lián)密度并能保持 水分的空間網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)骨架可以由淀粉、纖維素等天然高分子構(gòu)成，也可以由合 成樹脂構(gòu)成[34_35]。

　　

　　1.2.2高吸水性樹脂的吸水原理在眾多高吸水性樹脂的吸水理論中，最具代表性的就是Flory對(duì)凝膠研究過程 中提出的公式。Flory從熱力學(xué)的角度出發(fā)，運(yùn)用彈性凝膠理論推出了 SAP溶脹能 力的數(shù)學(xué)表達(dá)式[36]:Q5/3=[(i/2VuS1/2)2+(l/2-X1)/V1]/(Ve/V〇)(1.1)

　　

　　式中：Q為平衡吸水倍數(shù)；i為電荷量，Vu為高聚物結(jié)構(gòu)單元體積，i/Vu為固定 在高聚物單位體積上的電荷濃度，S為外部電解質(zhì)溶液的離子強(qiáng)度；V』為溶劑的摩 爾體積，X是高聚物與溶劑的作用參數(shù)，高聚物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水的親和 力；Ve是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有效鏈節(jié)數(shù)，VQ是溶脹后高分子的體積，Ve/VQ為溶脹后高聚 物單位體積中的有效鏈節(jié)數(shù)，即交聯(lián)密度。

　　

　　由公式中可知，高吸水性樹脂的吸水率與離子滲透壓和水的親和力有關(guān)，與交 聯(lián)密度成反比。由于離子的滲透壓是以平方項(xiàng)的形式出現(xiàn)，它對(duì)吸水能力的影響會(huì) 更大。

　　

　　1.3高吸水性樹脂的分類高吸水性樹脂發(fā)展快，種類多，可從以下幾方面進(jìn)行分類。

　　

　　(1)按原料來源進(jìn)行分類按照原料來源，高吸水性樹脂大體可分為以下三大類：天然高分子類，主要以 淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)或其他天然高分子及衍生物為原料，通過與丙烯酸、丙烯酰 胺等單體反應(yīng)，制得高吸水性樹脂；合成高分子類，主要有丙烯酸酯與乙酸乙烯酯 共聚水解物、丙烯酸與丙烯酰胺共聚物、乙酸乙烯酯-順丁烯二酸共聚物等；還有高 吸水性樹脂共混物及復(fù)合物類等[37]。

　　

　　(2)按親水方法分類每條吸水樹脂分子鏈上都含有一定數(shù)量的親水基團(tuán)，其吸水保水性能是否良好， 很大程度上由這些基團(tuán)的親水性決定。因此，根據(jù)親水化方法可以將高吸水性樹脂 分為親水性單體聚合類、疏水性聚合物羧甲基化類、疏水性聚合物上接枝親水性單 體類、含腈基酯基等聚合物水解類[38]。

　　

　　(3)按交聯(lián)方式進(jìn)行分類根據(jù)交聯(lián)方式的不同，可將高吸水性樹脂分為交聯(lián)劑網(wǎng)狀化反應(yīng)、自交聯(lián)進(jìn)行 網(wǎng)狀化反應(yīng)、物理方法交聯(lián)網(wǎng)狀化反應(yīng)以及水溶性聚合物中引入疏水基團(tuán)或結(jié)晶結(jié) 構(gòu)等[38]。

　　

　　(4)按制品形態(tài)進(jìn)行分類根據(jù)產(chǎn)品的不同形狀，可以將高吸水性樹脂分為粉末狀、纖維狀、膜片狀、微 球狀等。

　　

　　(5)按制備方法進(jìn)行分類根據(jù)制備方法的不同，我們可以將高吸水性樹脂分為三類：高分子間接枝聚合， 如聚丙烯酰胺類、聚丙烯腈類、聚丙烯酸類等；羧甲基化，如羧甲基化纖維素、淀 粉等多糖類制備高吸水性樹脂；淀粉或纖維素與單體接枝共聚等[38]。

　　

　　1.4高吸水性樹脂的制備方法高吸水性樹脂的制備方法主要包括以下幾種。

　　

　　1.4.1本體聚合法本體聚合法指反應(yīng)物本身在引發(fā)劑或熱、光、輻射的作用下，不加其它物質(zhì)進(jìn) 行的聚合方法。該法的特點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，操作較簡單，生產(chǎn)設(shè)備利用率高。但此 法常有混合和傳熱困難，反應(yīng)溫度不易控制，嚴(yán)重時(shí)易發(fā)生爆聚等缺點(diǎn)[39]。

　　

　　1.4.2溶液聚合法溶液聚合法是指將原料、單體、引發(fā)劑(催化劑)等直接溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行 的聚合方法。在溶液聚合體系中，生產(chǎn)操作和反應(yīng)溫度都容易控制；引發(fā)劑均勻分 散在體系中，提高了引發(fā)率；產(chǎn)品可制成各種不同形狀等。缺點(diǎn)是：反應(yīng)速率慢； 產(chǎn)物后處理困難；污染大。

　　

　　1.4.3反相懸浮聚合法反相懸浮聚合法是將反應(yīng)物分散在油溶性介質(zhì)中，單體水溶液作為水相液滴或 粒子在引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合的方法[4()]。優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)體系粘度低，聚合熱易除 去，分子量及其分布穩(wěn)定，后處理較簡單；缺點(diǎn)是：產(chǎn)物含有少量不易除去的分散 劑。

　　

　　1.4.4反相乳液聚合法反相乳液聚合是在攪拌作用下借助乳化劑，將親水性單體的水溶液分散于非極 性溶劑(如氯仿、苯、液狀石蠟、植物油、乙醚等)中，形成油包水型乳液而進(jìn)行的 聚合反應(yīng)。路健美等人[41]通過反相乳液聚合法，以丙烯酸為原料制成自交聯(lián)型聚丙 烯酸鈉高吸水性樹脂。徐相凌等人[42]通過對(duì)丙烯酸鈉反相乳液聚合的成核機(jī)理及反 應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究，提出反相乳液聚合實(shí)際上就是粒子分散得比較小的反相懸浮聚合。 反相乳液聚合法具有反應(yīng)溫度容易控制、產(chǎn)品性能好等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是粒徑過小，吸 水能力不高等[43]。

　　

　　1.4.5接枝聚合法接枝聚合反應(yīng)又稱接枝反應(yīng)或接枝(共)聚合反應(yīng)，是指在淀粉、纖維素(或其他 高分子材料)的主鏈上，通過一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鏈的 共聚反應(yīng)。是高聚物改性技術(shù)中最易實(shí)現(xiàn)的一種化學(xué)方法，產(chǎn)物稱作接枝共聚物。

　　

　　1.4.6輻射聚合法輻射聚合法是指在高能射線(如a射線、P射線、Y射線、x射線、電子束)輻射 作用下，某些環(huán)狀(或烯類)單體生成離子或自由基而發(fā)生的聚合反應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是：聚 合反應(yīng)易于控制，可在常溫或低溫下反應(yīng)，產(chǎn)物較純凈等。華峰君等人[44]研究了用 Y射線引發(fā)反相懸浮聚合法制備高吸水性材料，產(chǎn)品吸水率高，保水性能好。

　　

　　1.5高吸水性樹脂的應(yīng)用1.5.1高吸水性樹脂在衛(wèi)生用品方面的應(yīng)用以高吸水性樹脂為原材料生產(chǎn)的衛(wèi)生用品，己受到廣泛關(guān)注。目前的研究熱點(diǎn) 主要集中在衛(wèi)生材料的輕薄、較高的接觸干爽性、最低的遺漏率，對(duì)皮膚無毒副作 用，使用時(shí)間長，吸水及抗折皺效果好等。從環(huán)保的方面來講，采用高吸水性樹脂 可有效降低木材的消耗，能更好地保護(hù)森林資源[45]。

　　

　　1.5.2高吸水性樹脂在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用高吸水性樹脂吸水后會(huì)形成較為柔軟的凝膠，經(jīng)特殊處理后的產(chǎn)品具有對(duì)皮膚 無刺激性及毒副作用、不會(huì)引起血液凝固等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來高吸水性樹脂被廣 泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域，如濕度大、使用舒適的外用藥膏、繃帶、鼻腔塞；能吸收手術(shù) 及外傷出血和分泌液，并防止化膿的醫(yī)用繃帶和棉球；用于制造人工臟器、牙科唾 液吸收材料、抗血栓材料等[46]。

　　

　　1.5.3高吸水性樹脂在農(nóng)林園藝方面的應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可利用高吸水性樹脂的吸液量大、保水性能好等特點(diǎn)來改善土壤結(jié) 構(gòu)，提高土壤的保水性、透氣性，防止水土及肥料的過度流失，縮小土壤晝夜溫差; 有效吸收肥料和農(nóng)藥，使其緩慢釋放，與氮肥或氮磷肥配合使用時(shí)，可増加吸氮量， 減少肥料用量；此外，高吸水性樹脂還被用于種子及苗木移植涂覆、農(nóng)膜防霧及沙 漠綠化等方面[47]。

　　

　　1.5.4高吸水性樹脂在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用在石油工業(yè)中，利用高吸水性樹脂吸水不吸油的特點(diǎn)，可作為堵水調(diào)剖劑、原 油成品油脫水劑、污水處理劑等；可以與天然橡膠或合成橡膠加工成密封材料，在與水接觸時(shí)，膨脹度高，保持良好的機(jī)械強(qiáng)度，且具有較強(qiáng)的耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性能， 可用在石油工業(yè)輸氣、輸油管線上[48]。

　　

　　1.5.5高吸水性樹脂在其他工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用高吸水性樹脂在其他領(lǐng)域中也具有十分廣闊的應(yīng)用，如淤泥干操劑，室內(nèi)空氣 芳香劑，蔬菜水果保鮮劑、防霉防水劑、阻燃劑、固化劑以及一些兒童玩具等[49]。

　　

　　1.6本課題研究的目的、意義和內(nèi)容水是生命之源，人類和其他生物離不開水，在水資源日益短缺的今天，高效利 用水資源迫在眉睫。高吸水性樹脂是一種含有親水基團(tuán)的新型高分子材料，它能迅 速吸收比自身重?cái)?shù)百倍甚至上千倍的水分，并能保持住水，而且具有反復(fù)吸水功能。 目前，90%的高吸水性樹脂被作為紙漿和吸水紙等材料的替代品，用于衛(wèi)生餐巾、 婦女兒童和病人的衛(wèi)生用品及其它吸水紙等。此外，由于其具有高保水能力，在農(nóng) 業(yè)保水灌溉、海底電纜保護(hù)、沙漠綠化、油田開采等方面有著廣泛的應(yīng)用潛力。

　　

　　目前，國內(nèi)外對(duì)高吸水性樹脂的研究大多是以淀粉、纖維素為原料，而以瓜爾 膠及其衍生物為原料來制備高吸水性樹脂的報(bào)道很少。淀粉系高吸水性樹脂的制備 工藝繁瑣(原淀粉具有水溶性差，反應(yīng)前需要糊化；抗剪切能力低；耐水性差等缺點(diǎn))， 乳化和膠化能力低，熱穩(wěn)定性和耐鹽性差，不易保存。以天然纖維素為原料制備的 高吸水性樹脂，其產(chǎn)率較低，吸水能力和保水效果差。而瓜爾膠是一種具有一定水 溶性的高分子材料，在冷水和熱水中有出眾的分散能力，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，可以 更好的簡化高吸水性樹脂的制備過程；在廣闊的pH范圍內(nèi)都能迅速膨脹和溶解， 即使在鹽分含量很高的體系中，仍能保持穩(wěn)定。因此無論從原料特性上，還是從最 終產(chǎn)品性能上，瓜爾膠系高吸水性樹脂都具有很大優(yōu)勢。

　　

　　由于丙烯酸及其鹽接枝聚合制備的吸水性樹脂存在耐鹽性差，對(duì)電解質(zhì)溶液吸 收率低等缺陷，所以在交聯(lián)瓜爾膠分子上接枝一定比例的羧基和酰胺基等其他親水 基團(tuán)，利用不同基團(tuán)間的協(xié)同作用可有效降低鹽效應(yīng)及同離子效應(yīng)，提高樹脂耐鹽 性、吸水能力、吸水速度和凝膠強(qiáng)度及抗電解質(zhì)等性能t29]。

　　

　　本文以交聯(lián)瓜爾膠為原料，丙烯酸、丙烯酰胺為接枝共聚單體，過硫酸銨為引 發(fā)劑，N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，乙醇為溶劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)接枝 共聚反應(yīng)，制備了瓜爾膠基高吸水性樹脂。本課題具體研究內(nèi)容如下：(1)對(duì)交聯(lián)瓜爾膠的制備工藝進(jìn)行了研究，在保持原瓜爾膠顆粒狀態(tài)下，比較 了不同的反應(yīng)條件對(duì)交聯(lián)瓜爾膠沉降積的影響，獲得制備交聯(lián)瓜爾膠的最佳工藝條 件。

　　

　　(2)對(duì)改性瓜爾膠高吸水性樹脂的制備工藝進(jìn)行研究，考察不同接枝聚合條件 對(duì)改性瓜爾膠高吸水性樹脂吸液率的影響，獲得制備改性瓜爾膠高吸水性樹脂的最 佳工藝條件。

　　

　　(3)利用紅外光譜、DSC、TGA對(duì)交聯(lián)瓜爾膠、改性瓜爾膠高吸水性樹脂進(jìn)行 結(jié)構(gòu)表征及熱特性分析。

　　

　　(4)對(duì)所制備的改性瓜爾膠高吸水樹脂的吸水速率、重復(fù)吸水能力、溫室(25°C) 及高溫(50°C)條件下保水能力等進(jìn)行研究。