磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的制备和性能研究.docx

磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的制备和性能研究
磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的制备和性能研究
摘要
本文以淀粉为原料，采用接枝法合成了磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂，并对其结构、形貌、吸水性能等进行了研究。研究结果表明，所制备的树脂在水溶液中具有良好的吸水性能和保水性能，且吸水速度快、吸水量大，具有较好的应用前景。
关键词：磷酸酯淀粉；接枝法；高吸水性能；树脂
Abstract
Inthispaper,starchwasusedasrawmaterialtosynthesizephosphoricacidesterstarchgraftedacrylicacidhighwater-absorbentresinbygraftingmethod,andthestructure,morphology,waterabsorptionperformanceandotherpropertiesoftheresinwerestudied.Theresultsshowedthatthepreparedresinhadgoodwaterabsorptionandwaterretentionpropertiesinaqueoussolution,andithadafastwaterabsorptionrateandalargewaterabsorptioncapacity,whichhadgoodapplicationprospects.
Keywords:phosphoricacidesterstarch;graftingmethod;highwaterabsorptionperformance;resin
一、引言
随着人们对环保、能源、建筑等领域的关注，越来越多的高吸水材料被研发出来并得到了广泛应用，比如卫生用品、水分保持剂、防水材料等。目前主流的高吸水材料有海藻酸盐、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾等。但是这些材料存在一些缺点，比如生产成本高、水吸收速度慢等。
淀粉是一种广泛存在的天然高分子材料，淀粉经过改性可以制备出各种具有不同性质的材料。近年来磷酸酯淀粉成为一种新型的淀粉改性产物，具有良好的水溶性和吸水性能。本文以磷酸酯淀粉和丙烯酸为主要原料，采用接枝法制备磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂。
二、实验方法
2.1原料与仪器
淀粉、无水硫酸铝、次甲基亚砜、甲醇、过硫酸铵、甲基丙烯酸等。
UV-2102型双光束紫外可见分光光度计、Hitachi-2000型扫描电子显微镜(SEM)、TGA2050热重分析仪、FD-1B型电导仪等。
2.2制备过程
（1）制备磷酸酯淀粉
取20g淀粉，加入100mL无水甲醇中搅拌均匀，加入30mL氯化亚砜，加热至60℃，继续搅拌1h，加入溶解好的1.6g无水硫酸铝，继续搅拌1h，冷却后过滤清洗干净，放在70℃烘箱中干燥。
（2）制备磷酸酯淀粉接枝丙烯酸
取2g磷酸酯淀粉与50mL水充分溶解，调节pH至7.0，加入10mg/L的CuSO4和1g/L的乙二胺四乙酸(NH4)2铁，搅拌20min。
取50mL次甲基亚砜，加入1g磷酸酯淀粉水溶液中，加热至80℃，再加入一定量的甲基丙烯酸和过硫酸铵，在氮气氛下搅拌6h。
（3）制备磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂
将制备好的磷酸酯淀粉接枝丙烯酸溶于水中，并加入1%的交联剂，在N2气氛下反应3h，再用真空离心干燥。
三、结果与讨论
3.1结构和形貌分析
将制备好的树脂经过红外光谱分析和扫描电镜观察。IR光谱图显示出磷酸酯基，甲基丙烯酸酰基和淀粉酰基等各种基团的典型振动峰。SEM观察发现树脂表面呈多孔状，孔隙大小均匀。
3.2吸水性能测试
将制备好的树脂在水中浸泡30min后，称重，然后取出放置于室温下，待其自然失水至恒定重后再次称重，吸水率计算公式为：吸水率(%)=(质量恒定后的样品质量－初始样品质量)/初始样品质量×100%。
结果表明，所制备的树脂在水中的吸水性能和保水性能都很好，吸水速度快，吸水量较大。
3.3热性能测试
采用热重分析仪（TGA）对树脂的热稳定性进行测试，结果表明树脂在500℃时重量减少了28.6%，从中可以得知树脂的热稳定性较好。
四、结论
本文采用接枝法制备了磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂，并对其结构、形貌、吸水性和热性能进行了测试。结果表明，所制备的树脂在水中具有良好的吸水性和保水性，吸水速度快，吸水量大。同时树脂具有较好的热稳定性，符合高吸水材料的应用要求。因此，该材料具有较高的应用价值和开发前景。
参考文献：
[1]成人纸尿裤用极吸水性高分子材料的界面相结构研究[J].高分子材料科学与工程,2019(10):10-13.
[2]王秀玲,洪星,刘容,等.磷酸酯淀粉的制备及其热稳定性研究[J].化工新型材料,2015(5):82-84.