一种高吸水性纳米树脂的制备方法

摘要

一种纳米高吸水性树脂的制备方法，采用丙烯酸类单体对羧甲基纤维素进行接枝共聚，并添加有机季铵盐改性蒙脱土，通过水溶液原位插层聚合法制备了CMC/丙烯酸类聚合物/OMMT纳米高吸水性树脂。采用羧甲基纤维素和蒙脱土，减少丙烯酸类聚合物的用量，使成本得以降低，该高吸水性树脂经干燥后，吸纯净水可达500g/g，吸生理盐水可达130g/g，凝胶强度可达接枝共聚物凝胶强度的13倍，具有良好的生物降解性能，在3～4个月内可被微生物降解，是一种绿色、环保的保水产品。此外，本发明使用的原料——羧甲基纤维素和蒙脱土来源广泛，生物相容性优良，可缓解石油资源的紧缺，具有明显的成本优势，应用前景广阔。

主权项

一种纳米高吸水性树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)有机季铵盐改性蒙脱土将钠基蒙脱土分散于100mL去离子水中制成质量浓度为10％的钠基蒙脱土溶液，恒温30℃下搅拌待蒙脱土分散均匀加入1.615～3.925g的有机季铵盐，搅拌均匀后升温至80℃待温度恒定搅拌反应4h后，超声波处理，抽滤，乙醇溶液洗涤，干燥，研磨后得有机季铵盐改性蒙脱土；所说的有机季铵盐为二甲基二烯丙基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵；2)羧甲基纤维素/丙烯酸类聚合物/有机季铵盐改性蒙脱土纳米高吸水性树脂的制备：室温下，取1g羧甲基纤维素在50mL水中分散均匀制成羧甲基纤维素的水溶液，然后将所述的有机季铵盐改性蒙脱土加入到上述羧甲基纤维素的水溶液中搅拌1h后升温到60～70℃，再加入引发剂K2S2O8搅拌反应后降温到40～50℃，加入丙烯酸类单体、交联剂N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺与去离子水的混合液，用4mol/L的氢氧化钠溶液调节体系pH值至1.5～3，分散均匀后缓慢升温至70～80℃反应完成后自然冷却至室温静置得纳米高吸水性树脂；所说的丙烯酸类单体采用丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、马来酸酐、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸中的三种，其中丙烯酸∶丙烯酰胺∶丙烯酸羟乙酯＝1∶3∶1的摩尔比，丙烯酸∶丙烯酰胺∶2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸＝1∶3∶1或5∶1∶1的摩尔比，丙烯酸∶马来酸酐∶2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸＝1∶1∶5的摩尔比；羧甲基纤维素与丙烯酸类单体的质量比为1∶7～1∶9，所说的交联剂N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺占丙烯酸类单体的质量的0.5～0.7％，混合液中的去离子水为20～40mL，引发剂K2S2O8为丙烯酸类单体质量的2.5％。