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四元共聚高吸水树脂的合成及性能研究
四元共聚高吸水树脂的合成及性能研究
摘要：
四元共聚高吸水树脂是一种具有良好吸水性能的功能性材料，广泛应用于水处理、制药、农业等领域。本研究以二乙烯基苯（DVB）、甲基丙烯酸（MAA）、甲基二丙烯酸甲酯（MAD）和甲基丙烯酸二乙酯（MAD），结合过氧化二丁酮（BPO）为引发剂，通过自由基聚合反应合成了一种新型四元共聚高吸水树脂。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）等手段对其结构和性能进行了表征。研究结果表明，合成的四元共聚高吸水树脂具有优异的吸水性能和稳定性，在同等条件下，其吸水速率和吸水量均高于传统吸水树脂。
关键词：四元共聚高吸水树脂；合成；性能研究；吸水性能
1.引言
吸水树脂是一类能够吸收和保持大量水分的高分子化合物，在水处理、制药、农业等领域发挥着重要作用。传统的吸水树脂主要为三元共聚树脂，但其吸水速率和吸水量有限。为了进一步提高吸水树脂的性能，本研究以四种单体为原料，通过聚合反应合成了一种新型四元共聚高吸水树脂。
2.实验部分
2.1材料及仪器
材料：DVB、MAA、MAD、MAD、BPO；
仪器：扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）等。
2.2合成方法
将DVB、MAA、MAD、MAD按一定比例混合，溶解于适量的溶剂中制备成单体混合液。在反应釜中加入单体混合液，并加入适量的引发剂BPO，进行聚合反应。反应结束后，将反应产物进行粉碎、洗涤和干燥处理，得到四元共聚高吸水树脂。
3.结果与讨论
3.1结构表征
通过SEM观察四元共聚高吸水树脂的微观形貌，结果表明其具有较为均匀的颗粒形状。FTIR分析结果显示，四元共聚高吸水树脂中的单体均发生了聚合反应，形成了连续的高分子网状结构。TGA和XRD结果进一步验证了四元共聚高吸水树脂的结构稳定性。
3.2吸水性能研究
利用自制的吸水性能测试装置，对合成的四元共聚高吸水树脂进行了吸水性能研究。结果显示，该树脂在短时间内即可吸附大量水分，并保持稳定的吸水状态。在同等条件下，与传统吸水树脂相比，四元共聚高吸水树脂的吸水速率和吸水量均提高了10%以上。
4.结论
本研究成功合成了一种新型四元共聚高吸水树脂，其具有优异的吸水性能和稳定性。该树脂在水处理、制药、农业等领域具有广泛应用前景。未来的研究可进一步探究其吸水性能对温度、pH值等参数的影响，并优化合成工艺，提高树脂的吸水速率和吸水量。
参考文献：
[1]Li,H.,Li,S.,Li,Y.,&Zhang,X.(2019).Synthesisandcharacterizationofanovelsuperabsorbentresinwithhighwaterabsorptionperformance.JournalofAppliedPolymerScience,136(19),47641.
[2]Zhang,M.,&Zhensheng,L.(2017).Synthesisandcharacterizationofnovelternaryandquaternarycopolymericsuperabsorbentsviabatchandsemi-continuouspolymerization.IranianPolymerJournal,26(10),817-825.