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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子,具体涉及超吸水聚合物微球的制备方法。
技术介绍
1、超吸水聚合物(superabsorbent polymer,简称sap)是一类高性能的功能性高分子材料。它们的主要特点是能够吸收并保留远超过自身重量的水分,吸水量可达数百倍,且具有快速吸水和强力保水的能力。与传统吸水材料如海绵或活性炭相比,sap在吸水后即使干燥也能恢复其吸水性,可实现重复使用。由于其卓越的吸水和保水特性,sap已被广泛应用于多个领域,包括农业、园艺、个人卫生产品(如尿布和卫生巾),以及电缆防水、废物处理等工业应用。在工业生产中,丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈是制造高吸水树脂的关键单体。这些单体通过聚合反应,形成一个能够大量吸收水分的网络结构。
2、目前工业上合成sap的方法主要有溶液聚合和悬浮聚合。
3、在溶液聚合法中,水作为溶剂参与超吸水聚合物(sap)的生产过程。这种方法的优势在于聚合热可以有效地散发,从而使得聚合反应的温度更易于控制。此外,由于体系的低黏度,反应物料的输送变得更加高效,同时聚合物的浓度保持在较低水平。然而,这种方法也存在一些不足之处。例如,由于单体在溶剂中的稀释作用,聚合速率相对较慢,这可能导致设备的利用率降低和生产成本的增加。在反应过程中,单体在溶剂中形成的均相体系需要在后处理阶段通过粉碎机进行打碎,最终产生的是形状不规则的颗粒或粉末状产品,这可能会影响产品的最终质量和应用效果。
4、反相悬浮聚合技术通过强烈搅拌和分散剂的帮助,将单体分散为众多微小液滴,这些液滴在溶剂中悬浮以进行聚合反
技术实现思路
1、针对上述问题,本专利技术旨在构建一种改性悬浮聚合法制备超吸水聚合物微球的方法,解决溶液聚合造粒难,以及反相悬浮聚合中分散剂难以去除的缺点,合成核壳型球形高分子聚合物颗粒。
2、本专利技术目的是通过如下方案实现的:
3、一种高吸水微球制备方法,包括以下步骤:
4、(1)聚合原液的配制:冰水浴下将单体溶液,以碱液中和至中和度为55~95﹪,加入丙烯酰胺,然后加入增稠剂、交联剂、引发剂并混合均匀,冷却至室温;
5、所述的单体、丙烯酰胺、增稠剂、交联剂、引发剂的质量比为:100:10-50:0.01~1:0.01-2:0.01~1;
6、(2)油相的配制:向有机溶剂中加入无机分散剂,在1200~2000r/min的转速下分散15~45min得到油相;所述分散剂为亲水性无机颗粒,分散剂用量为有机溶剂的0.5~3wt﹪;
7、(3)聚合过程:油相升温至80~100℃;通过雾化装置将配制好的水相雾化后经过自由落体滴入油相中,反应1h后,设定转速至100~200r/min,15min后结束反应。
8、(4)后处理过程:聚合结束后经过滤、洗涤、干燥得到核壳形的球形超吸水聚合物。
9、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。
10、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的交联剂为具有两个或多个反应性双键。
11、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的增稠剂为聚乙烯醇、阿拉伯胶、瓜尔胶、黄原胶的其中之一。
12、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的所述引发剂为受热后能产生自由基的水溶性偶氮类引发剂和过硫酸盐类引发剂及其复配物。
13、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的引发剂为偶氮二异丙基咪盐酸盐、过硫酸钾。
14、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(1)所述的碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液和氨水。
15、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(2)所述有机溶剂为二甲基硅油或液体石蜡。
16、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(2)所述亲水性无机分散剂为亲水性高岭土、膨润土、硅藻土、凹凸棒土、纳米二氧化硅。
17、进一步的,上述的高吸水微球制备方法,步骤(4)所述的后处理为经过静置沉降后过滤,用清洗的乙酸乙酯洗涤2-3次去除多余有机溶剂,最后用醇洗涤2-3次,清洗完毕后在50~110℃或的环境下干燥至恒重,将得到的sap微球经过振筛机分筛,保存备用。
18、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:
19、1、本文采用改性悬浮聚合法制备超吸水聚合物微球,从成本的角度来看,明显减少了干燥,粉碎等工艺,后续经过简单表面处理即可得到产品,与其他合成法相比,本专利技术提供的技术方案不仅改善了造粒过程,使得产物粒径分布更易于调控。
20、2、本专利技术提供的技术方案添加的无机颗粒可以附着在微球表面,形成“核壳”结构,增加防潮性能,且吸水溶胀后不影响产物吸水性能。
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1.一种高吸水微球制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的交联剂为具有两个或多个反应性双键。
4.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的增稠剂为聚乙烯醇、阿拉伯胶、瓜尔胶、黄原胶的其中之一。
5.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的所述引发剂为受热后能产生自由基的水溶性偶氮类引发剂和过硫酸盐类引发剂及其复配物。
6.根据权利要求5所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的引发剂为偶氮二异丙基咪盐酸盐、过硫酸钾。
7.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液和氨水。
8.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(2)所述有机溶剂为二甲基硅油或液体石蜡。
9.根据权利要求1所述的
10.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(4)所述的后处理为经过静置沉降后过滤,用清洗的乙酸乙酯洗涤2-3次去除多余有机溶剂,最后用醇洗涤2-3次,清洗完毕后在50~110℃的环境下干燥至恒重,将得到的SAP微球经过振筛机分筛,保存备用。
...【技术特征摘要】
1.一种高吸水微球制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的交联剂为具有两个或多个反应性双键。
4.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的增稠剂为聚乙烯醇、阿拉伯胶、瓜尔胶、黄原胶的其中之一。
5.根据权利要求1所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的所述引发剂为受热后能产生自由基的水溶性偶氮类引发剂和过硫酸盐类引发剂及其复配物。
6.根据权利要求5所述的高吸水微球制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的引发剂为偶氮二异...
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