反相乳液聚合法制备P(AA-AMPS)高吸水树脂的合成及其性能结构研究

广东工业大学硕士学位论文多官能团协同的高吸水性树脂的合成及性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：***20050512摘要本文采用反相悬浮聚合法，以过硫酸钾为引发剂．Ｎ，Ｎ一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，环己烷为分散相，通过多元共聚的方法，在聚丙烯酸体系中引入多种不同类型的功能基团。

通过测试树脂的吸液性能、吸液速率、保水性、凝胶强度，用ＩＲ对树脂结构进行表征以考察不同官能团之间的协同效应及他们对聚台树脂的各种性能的贡献。

并研究了各反应的最佳实验条件。

主要研究内容与结果如下：采用反相悬浮法使得丙烯酸分别与五种类型单体依次聚合，实验表明共聚产：物性能均优于丙烯酸自聚。

并且在提高树脂性能上存在如下规律：树脂亲水性：ａ一丙烯酰胺基一２一甲基丙磺酸钠（ＡＭＰｓＮａ）＞二甲基二烯丙基氯化铵（ＤＡＤＭＡＣ）＞甲基丙烯酸羟丙酯（ＨＰＭ）＞丙烯酰胺（ＡＭ）；耐盐性：２一丙烯酰胺基－２一甲基丙磺酸钠＞甲基丙烯酸羟丙酯＞：－甲基二烯丙基氯化铵＞丙烯酰胺：保水率和凝胶强度：二甲基二烯丙基氯化铵＞甲基丙烯酸羟丙酯＞丙烯酰胺＞２．丙烯酰胺基一２－甲基丙磺酸钠；２．丙烯酰胺基一２．甲基丙磺酸钠和二甲基＝烯丙基氯化铵都能提高吸水速率。

二元聚合中，保持丙烯酸中和度为８０％，交联剂、引发剂占单体总质量分数分别为０．１５％、２．Ｏ％不变删，分别对单体组成为ＡＡ＆ＡＭ、ＡＡ＆ＡＭＰｓＮａ、ＡＡ＆ＤＡＤＭＡＣ、ＡＡ＆ＨＰＭ进行不同配比的共聚，通过性能测试得出单体之间的最佳聚合配比为：ｎ（ＡＡ）：ｎ（县聃）：ｏ．７；ｎ（ＡＡ）：ｎ（Ａ｛汾Ｉ氧Ｎａ）：ｏ．８５：ｎ（ＡＡ）：ｎ（舟‰）：ｏ．８；＾Ａ十ｎ（ＡＡ）：ｎ（ＤＡＤＭＡＣ）＝Ｏ．９。

采用反相悬浮法进行三元聚合时，实验结果表明Ｐ（ＡＡ／ＡＭＰｓＮａ／ＡＭ）的性能优于Ｐ（ＡＡ／ＡＭＰｓＮ“ＤＡＤＭＡＣ）和Ｐ（ＡＡ／ＡＭＰｓＮａ／ＨＭＰ），并且三聚物的性能均优于同类二元聚合物的性能。

AA/AM/AMPS 共聚物降滤失水剂的超浓反相乳液聚合及性能研究马贵平1 陈荣华1 陈永惠2 喻发全1(1 武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,武汉430073;2 河南省医药学校,开封475001)摘 要 选用丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM )、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用超浓反相乳液聚合法合成油田降滤失水剂。

通过红外光谱(FTIR)分析验证三元AA/AM/AMPS 共聚物;分别考察了乳化剂用量、水相体积分数、水相pH 值对降滤失水剂滤失水性能和稳定性能的影响。

关键词 AA/AM/AMPS 超浓乳液聚合 反相乳液聚合 降滤失水剂 稳定性收稿日期:2006 09 09。

作者简介:马贵平,硕士研究生,研究方向油田化学品,专业为化学工艺。

基金项目:湖北省教育厅重大资助项目 超浓反相乳液合成油田降滤失水剂的研究 (Z200515001)。

钻井液被称为钻井的 血液 ,是钻井技术的重要组成部分,其中降滤失水剂是构成钻井液的重要剂种。

国内外通常采用水溶液聚合后,再经过干燥、粉碎处理,得到油田降滤失水剂产品!1~3∀。

该产品使用过程中,又需要重新分散到水中,大大增加了成本。

反相乳液聚合始于1962年,该法对水溶性单体的聚合有特别的意义;1980年开始对超浓乳液聚合进行了较为深入的理论和应用研究!4~10∀,但对超浓反相乳液聚合的研究有限!11~15∀。

采用超浓反相乳液法合成降滤失水剂时,无需破乳干燥处理可直接应用。

笔者采用超浓反相乳液聚合方法对多元单体进行共聚,合成了性能良好的超浓反相乳液型降滤失水剂。

1 实验部分1 1 试剂与仪器丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、白油、钠土,工业品,江汉石油管理局;司盘-80(Span-80)、吐温-60(Tween -60)、氢氧化钾(KOH )、过硫酸钾(K 2S 2O 4),分析纯,上海国药化学试剂公司;HS-4精密恒温浴槽,成都仪器厂;320-S 型pH 计,梅特勒-托利多仪器有限公司;ZNS-2型中压失水测量仪,青岛海通达专用仪器厂;80-2离心机,金坛大地自动化仪器厂;Nic olet420红外光谱仪,美国Nicolet 公司。

使用反相乳液聚合合成聚乙烯醇硫酸钠互穿网络丙烯酸型高吸水性树脂Doo-Won Lim a, Kyong-Geun Song b, Kee-Jong Yoon c, Sohk-Won Ko a,*摘要用反相乳液聚合法制备聚乙烯醇硫酸钠互穿网络丙烯酸型高吸水性树脂。

分散相是由溶解在SPS溶液中丙烯酸和交联单体组成的，油溶性引发剂和乳化剂溶解在作为连续相的甲苯中。

山梨醇酐单油酸酯和乙基纤维素作为乳化剂。

最大吸水率和吸盐率分别为5041g/g和211.4 g/g.关键词丙烯酸聚乙烯醇硫酸钠互穿网络反相乳液聚合高吸水性树脂文章概要1.简介2.实验2.1.材料2.2.聚乙烯醇硫酸钠的制备2.3.高吸水性树脂的制备2.4.吸水率的测试2.5用过滤法测定吸盐率2.6保水值2.7负荷吸水率3.结果和讨论3.1聚合条件对吸收率的影响3.2 SPS对吸收率的影响4.结论1.简介由于丙烯酸廉价并且容易聚合成高分子量聚在最近开发的高吸水性树脂中合物，丙烯酸系高吸水性树脂受到广泛研究。

许多研究人员准备对丙烯酸型高吸水性树脂进行改性，以提高其吸收能力[1-6]。

在以往的研究中，由于具有较高的离子电荷含量和离子强度，采用溶液聚合方法制备的聚乙烯醇硫酸钠互穿网络丙烯酸型高吸水性树（SA-IP-SPS）比丙烯酸型高吸水性树脂具有较高的吸水率和吸盐率。

尽管用于合成高吸水性树脂的主要方法是丙烯酸型溶液聚合法，但是该方法用于合成聚乙烯醇硫酸钠互穿网络丙烯酸型高吸水性树（SA-IP-SPS）时存在不足之处。

超高分子量SPS产生的极端溶液粘度会导致如搅拌和传热困难等问题。

这些问题可以在反相悬浮或反相乳液聚合反应中得到解决[7-9]。

高吸水性树脂的反相乳液聚合的一个重要的优势是具有比较容易的散热性和低粘度。

此外，聚合会以一个较高速率生成高分子聚合物。

在这篇文章中，聚乙烯醇硫酸钠互穿网络丙烯酸型高吸水性树以山梨醇单油酸酯作为微乳化剂、乙基纤维素作为乳化剂反相乳液聚合而成。

Chenmical Intermediate当代化工研究134科研开发2017·03反相乳液聚合法合成交联聚合物研究＊王姗姗1 2（1.海洋石油高效开发国家重点实验室 北京 1000282. 中海油研究总院 北京 100028）摘要：以N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，采用反相乳液聚合法合成了系列交联聚合物。

讨论了交联剂的加入对聚合物特性粘度的影响，考察了主要反应条件对聚合反应及产物性能的影响，确定了最佳合成条件：油水体积比为1:1，单体浓度为30%（占水相），乳化剂用量7%（占油相）。

关键词：反相乳液；聚合物；合成中图分类号：T 文献标识码：ASynthesis of the Cross-linked polymer by Inverse Emulsion PolymerizationWang Shanshan（1.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploration, Beijing, 100028OOC Research Institute, Beijing, 100028）Abstract ：A series of cross-linked polymer was synthesized by the method of inverse emulsion polymerization using N ，N-methylenebis-acrylamide as a cross-linking agent. The effect of cross-linking agent on the intrinsic viscosity was discussed. The influence of the main reaction conditions on the polymerization and the properties was investiged. The optimum reaction conditions were obtained as follows: volume ratio of oil to water =1∶1，monomer concentration 30% (in oil phase) and emulsifier concentration 7% ( in oil phase ).Key words ：Inverse emulsion ；polymer ；synthesis交联聚合物驱油技术是近几年发展起来的一项提高采收率新技术，是聚合物驱油技术的发展和改善。

反相乳液法制备 P（AM-AA-AMPS）聚合物微球魏欣;加文君;曹静;周明;贺映兰;卢娅【摘要】以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，Span-80和T w een-80作为复合乳化剂，用过硫酸铵为引发剂，通过反相乳液聚合法制备了交联P （A M-A A-AMPS）微球。

分别采用红外光谱仪进行结构表征，扫描电镜观察微球形貌，激光粒度分析仪分析微球粒度，光学显微镜观察微球在水中的分散性。

%Cross-linking copolymer microspheres of P(AM-AA-AMPS) was prepared by in-verse emulsion with acrylamide (AM) ,acrylic acid (AA) ,2-acrylamide-2-methyl propane sulfo-nic acid (AMPS) as the monomers ,Span-80 and Tween-80 as compound emulsifiers ,ammonium persulfate as initiator .The structure of the microspheres was characterized by infrared spectros-copy ,the morphology was studied by scanning electron microscope ,particle size of microspheres was analyzed by laser particle size analyzer ,and dispersibility in water of the microspheres was observed by optical microscopy .【期刊名称】《石油与天然气化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P539-542)【关键词】反相乳液聚合;微球;丙烯酰胺;丙烯酸;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸【作者】魏欣;加文君;曹静;周明;贺映兰;卢娅【作者单位】西南石油大学材料科学与工程学院;西南石油大学材料科学与工程学院;西南石油大学材料科学与工程学院;西南石油大学材料科学与工程学院;西南石油大学图书馆;西南石油大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TE358+.3油田常用的聚合物调剖剂和堵水剂材料主要是聚丙烯酰胺类，该类聚合物的性能难以完全满足油田上苛刻的应用条件。

反相悬浮聚合法制备高吸水树脂工艺条件田建军;马斐;余响林;夏峥嵘;余训民【摘要】To solve the problem of low repeatability and absorbing rate in the inverse suspension polymerization, the poly (acrylic acid-acrylamide) superabsorbent copolymer was synthesized through inverse suspension polymerizationt using cyclohexane as the continuous phase, span80 as the suspension stabilizer, N,N-methylene bis-acrylamide and persulfate as the corss-linking agent and the initiator, respectively. The effects of cross-linking agent, dispersing agent, the agitation speed and reaction temperature on the water absorbency and particle size of super absorbent resin were studied. The results show that the maximum absorbency of sodium acrylate-acrylamide copolymer reaches 584 g/g and 148 g/g in distilled water and in NaCl (0. 9%) aqueous solution respectively when the concentrations of crosslinker is 0. 105% of the monomer's, the concentrations of dispersant is 6 % of the monomer's, the neutralization degree is 70%, the ratio of oil and water is 2. 0:1, the reaction temperature is 70 - 74 ℃ , and the particle size of the resin is 0. 1 mm.%针对反相悬浮聚合制备高吸水树脂存在重复性差,吸水倍率低等问题,以环己烷为连续相,山梨糖醇酐油酸酯为悬浮稳定剂,N,N-丙烯酰胺为交联剂,过硫酸盐为引发剂,采用反向悬浮乳液聚合法合成聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚高吸水树脂.探讨了交联剂浓度、分散剂质量分数、搅拌速度和反应温度等因素对树脂吸液率和粒径的影响,结果表明:当交联剂质量为单体质量的0.105％,分散剂质量为单体质量的6％,单体中和度为70％,油水比为2.0:1,反应温度为70～74℃时,所合成的高吸水树脂粒径为0.1 mm,最大吸水倍率为584 g/g,最大吸盐水(质量分数为0.9％的NaCl水溶液)倍率为148 g/g.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2012(034)011【总页数】6页(P9-13,24)【关键词】吸水性能;粒径;动力学【作者】田建军;马斐;余响林;夏峥嵘;余训民【作者单位】中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉430074;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TQ314.20 引言高吸水聚合物(Superabsorbent Polymer，简称SAP，也称为高吸水性树脂)是一种含有强亲水性基团，并且具有一定交联度的功能性高分子树脂.它不溶于水，也不溶于有机溶剂，能吸收其自身重量几千倍的水，而且还具有优良的保水性.是一种很好的吸水剂和保湿剂[1-4]，现已成为众多领域中不可或缺的材料.它是由三维空间网络构成的聚合物，其吸水性既有物理吸附，又有化学吸附.吸水前，高分子网络是固态网束，亲水基团未电离成离子对；当高分子遇水时，亲水基与水分子的水合作用使高分子网束扩张，同时因电离作用产生网内外离子浓度差．造成网络结构内外产生渗透压，水分子就向网络结构内渗透，因而能吸收大量的水.吸水后的凝胶具有优异的保水功能和吸水能力，在农业园艺、沙漠防治与绿化、建筑等领域用作卫生用品、农用保水剂、增稠剂、污泥凝固剂、混凝土添加剂、土壤改良剂、工业用脱水剂、保鲜剂、防水材料、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等[5-8].对高吸水树脂的研究主要集中在对其性能的改进，对于吸水树脂额制备方面研究较少，尤其是反相悬浮聚合制备高吸水树脂研究更少，主要是因为制备的重复性差.为了使反相悬浮聚合得重复性更好，研究反相悬浮聚合过程的制备工艺条件尤其重要.本研究主要研究反相悬浮聚合对微球粒径的控制及其动力学研究，以水溶性化合物丙烯酸和丙烯酰胺为单体，以环己烷作为连续介质，采用反相悬浮聚合的工艺制备高吸水性聚丙烯酸类树脂微球.体系采用复合悬浮分散剂，以提高体系的稳定性.分别研究了温度、搅拌速度、分散剂、交联剂、引发剂、中和度、单体浓度等对树脂粒径和吸水率的影响及树脂吸水动力学.1 实验部分1.1 试剂实验所使用的试剂有丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、N, N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、过硫酸钾(KPS)、对苯二酚、氯化钠、氢氧化钠、无水乙醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠.1.2 高吸水树脂的制备1.2.1 中和度的确定将装有14.28 mL丙烯酸的锥形瓶置于冰水浴下，向其中边搅拌边缓慢滴加配比浓度的NaOH溶液，配成中和度为70%的丙烯酸，冷却至室温.1.2.2 丙烯酸的聚合依次向中和后的丙烯酸中加入0.021 g交联剂、0.022 g引发剂和5 g丙烯酰胺，充分搅拌使其混合均匀，备用.在装有1.2 g span80和100 g环己烷的三口烧瓶中，持续通入N2，先升温至45 ℃，并保温半小时，然后以2滴/秒的速度将单体溶液滴加入三口烧瓶中，滴加完毕后升温到70 ℃并在70 ℃和250 r/min下反应1～2 h.反应结束后用乙醇洗涤，然后置于烘箱中干燥，最后粉碎得乳白色粉末.1.3 高吸水树脂性能测试1.3.1 粒径的测定将白色粉末置于BX-41光学显微镜下，用标尺作对比，估测其粒径.1.3.2 吸水倍率的测定称取0.5 g干燥的共聚树脂放入烧杯中，加入1 000 mL去离子水，树脂在室温下静置吸水150 min，使吸水达到饱和，然后用0.180 mm金属筛过滤除去多余的去离子水，并称其质量，以质量分数0.9%NaCl水溶液代替去离子水，同样的操作，测出树脂对盐溶液的吸液率.吸液率用下式计算：吸液率(g/g)=(吸水树脂和筛子总质量-筛质量)/干树脂质量1.3.3 吸水速率的测定在数只烧杯中，分别加入0.5 g树脂和1 000 mL去离子水，各自静置吸水不同时间后，测出吸水速率，并求得吸水速率与吸水时间的关系.1.3.4 红外光谱(FT-IR) 样品经KBr压片后用K4261428傅里叶变换红外光谱仪测试红外光谱仪.2 结果与讨论2.1 高吸水树脂的红外谱图分析从高吸水树脂(AA-AM)的红外谱图(见图1)可知，谱线在3 000～3 500 cm-1吸收峰是—OH、—NH形成的氢键的伸缩振动峰.谱线在2 500～3 000 cm-1锐峰是饱和C—H或—CH2的伸缩振动，谱线在1 570 cm-1和1 650 cm-1处的伸缩振动峰.证明了所合成的高吸水树脂中含有羧基和酰胺基等官能基团，并且在后续处理中，可以根据羧基和酰胺基的两吸收峰的峰高比来计算在这个反应中丙烯酸和丙烯酰胺的竞聚率.图1 高吸水树脂(AA-AM)的红外图谱Fig.1 FTIK Spectra of superabsorbert resin PAA-AM2.2 合成条件对树脂性能的影响吸水性能是衡量吸水性树脂的主要指标.为了提高吸水树脂的吸水倍率，进行了各种不同条件的实验，研究了反应温度、分散剂、搅拌速度、油水比、交联剂和引发剂用量、树脂的粒径和吸水性能的影响.2.2.1 反应温度的影响由表1可知，反相悬浮聚合对温度非常敏感，温度太高或太低对产物的性能会带来极大的影响.若聚合温度太高，则反应速度过快，有可能形成暴聚，且自交联度有所增加，主链上亲水基团相应减少，导致吸水率下降；若聚合温度太低，则聚合反应速度较慢，进而导致交联度明显降低，聚合物中只有很少一部分成粒状，而大多数呈粘稠状，即不能使聚合物形成有效的体型网状结构，产物水溶性大，且吸水率下降.表1 温度对高吸水树脂的性能影响Table 1 Effect of temperatune on preperty of superabsorbent resin温度/℃树脂粒径吸水倍率/(g/g)68反应很慢,出现大量凝胶29070白色粉末状颗粒30072白色粉末状颗粒457图2 分散剂用量对高吸水树脂吸水率和吸盐水率的影响Fig.2 Effeet of dispersing agent on absorbing rate of superabsorber resin2.2.2 分散剂用量的影响悬浮稳定剂的主要作用是维持反相悬浮聚合体系的稳定和产物粒径的大小.由图2可知，分散剂用量在6%(相对单体质量,下同)以下时，吸水率随分散剂用量的减少而减小，当低于1%时，分散效果不好，产物不应形成颗粒状而成为凝胶状；当分散剂用量高于6%时，吸水率随分散剂量的增加而减小；分散剂用量在6%左右时树脂吸去离子水率有最大值.对于质量分数0.9%NaCl水溶液，树脂的吸液率随分散剂用量变化的趋势大致与吸去离子水相同，在分散剂量为6%时吸液率达最大值.数据如表2所示.由图3可知，随着分散剂用量的增大，树脂粒子的平均粒径趋于减小.表2 分散剂用量对高吸水性树脂性能的影响Table 2 Effect of dispersing agent on property at superabsorbent resin分散剂用量(相对单位)树脂粒径/mm吸水率/(g/g)吸盐水率/(g/g)3.5%0.2左右,大小均匀27566.84%0.2左右,大小不均匀28469.25%0.15～0.230572.16%0.15左右43581.48%0.1左右25166.0图3 分散剂用量对高吸水树脂粒径的影响Fig.3 Effect of dispersing agent on dianter of superabsorbent resin2.2.3 交联剂用量的影响在丙烯酰胺与部分中和的丙烯酸的反相悬浮共聚中，若不加交联剂.则聚合物不呈颗粒状，不易分离，聚合物中可溶部分多，吸水率不高，且吸水后呈无强度的粘稠状物；若加入一定量的交联剂，聚合反应结束后，产物成微小颗粒状悬浮分散于介质中，经过滤、干燥即可得到聚合物，且吸水聚合物具有较好强度.由表3中数据和图4可知，当交联剂的用量大于其体重的0.105%时，聚合物易形成凝胶，这是因为交联剂用量大，聚合时产生的交联点多，交联点距离小，即靠交联点形成的树脂网络空间变小，所能容纳的液体量也相应减少.但是，当交联剂用量少于0.105%时，过低的交联密度也会导致聚合物中可溶的线性大分子增多，致使吸水率下降并直接影响到吸水后凝胶强度，吸水后树脂不成透明凝胶状而成为无强度稀稠状.表3 交联剂用量对高吸水性树脂性能的影响Table 3 Effect of crosdinking agent on property of surperabsorbent resin交联剂用量(相对单位,%)树脂粒径/mm吸水倍率/(g/g)吸盐水倍率0.12凝胶,无产物不成功不成功0.1050.1左右,均匀584148.20.090.15左右,不均匀309580.0750.1左右,不均匀27160.60.060.1左右,不均匀23728.70.0450.1左右,均匀19450.6图4 交联剂用量对高吸水性树脂吸液率的影响Fig.4 Effeet of crosslinking agent on absorbing rate of superabsorbent resin2.2.4 中和度的影响丙烯酸的中和度对P(AA-AM)的影响主要表现在对反应速率和洗液率两个方面.如果中和度过低，则聚合速度过快，反应难以控制，自交联程度增大，易形成高度交联的聚合物，使吸水率降低.但是过高的中和度会导致聚合反应速率下降，转化率降低，自交联程度减小，同时羧基钠含量过高导致可溶的线型聚合物增多，吸水率降低.由表4和图5可知，当丙烯酸中和度在70%时，树脂的吸水率最高，树脂颗粒均匀.表4 丙烯酸中和对高吸水性树脂性能的影响Table 4 Effeet of neutralizing degree of AA on propertion, of superabsonbens resin丙烯酸中和度/%树脂粒径吸水倍率/(g/g)60不成功,生成凝胶无650.2 mm左右,大小不均匀252700.1 mm左右,较均匀236800.2 mm左右,较均匀1622.2.5 反相悬浮聚合粒径影响因素正交实验设计做正交实验为了弄清搅拌速度，分散剂，油水比之间对树脂粒径和聚合稳定体系的影响.分清哪个是主要因素，哪个是次要因素.分别对搅拌速度，分散剂，油水比三因素取3水平，见表5和表6.搅拌速度：200，250，300 r/min；分散剂(相对单体的量)：4.4%，5.6%，6.7%；油水比：2∶1，1.8∶1，1.6∶1.正交试验结果及极差分析见表7至表10.表5 正交实验因素水平设计表Table 5 Table of Orthogond experiment parameter design因素搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)12004.4%2∶122505.6%1.8∶133006.7%1.6∶1表6 正交实验表Table 6 Orthogend experinceat table实验序号搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)12004.4%2∶122005.6%1.8∶132006.7%1.6∶142504.4%1.8∶152505.6%2∶162506.7%1.6∶173004.4%1.6∶183005.6%2∶193006.7%1.8∶1表7 正交实验表与结果Table 7 Result and Orthogonal experirnent table实验序号搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)树脂粒径/mm吸水倍率/(g/g)吸盐水倍率/(g/g)12004.4%2∶10.2563.676.922005.6%1.8∶10.4254.252.732006.7%1.6∶10.2292.658.242504.4%1.8∶10.3226.751.452505.6%2∶10.15366.969.16250 6.7%1.6∶10.1320.061.173004.4%1.6∶10.25291.458.283005.6%2∶10.07324. 064.193006.7%1.8∶10.1287.358.2图5 丙烯酸中和度对高吸水性树脂性树脂吸液率的影响Fig.5 Effeet of neutralizing degree of AA on absorbing rate of superabsorbant resin表8 正交实验表Table 8 Orthegonal experiment table各水平因素QW搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)I0.80.750.42II0.550.620.8III0.420.40.55I/30.270.250.14II/30.180.210.27III/ 30.140.130.18极差0.130.120.13表9 正交表中吸水倍率的极差分析Table 9 Differeace analysis of absorbing rate in orthogonal experiment table各水平因素QW搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)I1 110.41 081.71254.5II913.6945.1768.2III902.7899.9904.0I/3370.1360.6418.2II/3304.5315.0 256.1III/3300.9300.0301.3极差69.260.6162.1由以上表9，表10可得当搅拌速度为200 r/min，分散剂占丙烯酸的量为4.40，油水比2∶1时得到的吸水树脂吸水倍率最高，吸盐水倍率最高.由表8可知当搅拌速度为200 r/min，分散剂占丙烯酸的量为4.40%，油水比1.8∶1时树脂粒径最大.由表8的极差分析得到油水比和搅拌速度对树脂的粒径影响比分散剂用量对树脂粒径影响大.表10 正交表中吸质量分数0.9%NaCl盐水倍率的极差分析Table 10 Differen analysis of absorbing rate by 0.9% sodium Chloride aqueous solution inorthogonal experincent table各水平因素QW搅拌速度/(r/min)分散剂用量(相对丙烯酸)油水比(体积比)I187.8186.5210.1II181.6185.9162.3III180.5177.5174.6I/362.662.270.0II/36 0.562.070.0III/360.259.258.2极差2.43.05.9由表9的极差分析得到各因素对树脂吸蒸馏水倍率的影响程度由强到弱依次为：油水比，搅拌速度，分散剂的用量.由表10的极差分析得到各因素对树脂吸0.9%NaCl盐水倍率的影响程度由强到弱依次为油水比，分散剂的用量，搅拌速度.3 结语a. 影响树脂吸水率的主要因素是交联剂质量分数，当交联剂质量分数为0.105%时吸水率达最大值；b. 单体中和度为70%、油水比为2.0∶1、反应温度在70～74 ℃、分散剂质量分数为6%时，所得树脂的粒径为0.1 mm，树脂的吸水性也较好；c. 对树脂粒径影响的因素由强到弱依次是油水比，搅拌速度和分散剂用量.参考文献：[1] 何培新，肖卫东，罗晓峰，等.丙烯酸-丙烯酰胺的反相悬浮聚合及吸水性能的研究[J].高分子材料科学与工程, 1993 (4): 23-28.[2] 王国祥,肖永锋. 丙烯酸与丙烯酰胺的反相悬浮共聚合的研究[J].石化技术,2010，17(3): 1-4.[3] 郑邦乾.共聚类吸水树脂综合应用性能研究[J].高分子材料科学与工程,1994,10(4):119-125.[4] 郭建维，崔英得，康正，等.反相悬浮发合成高吸水性树脂的研究[J]. 精细化工, 2001, 18(6): 348-350.[5] 林润雄．高吸水树脂的研究及发展趋势[J]. 北京化工大学学报,1998, 25(3): 23-24.[6] 张圣祖，杜勇，袁庭，等.反相悬浮法合成聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)高吸水树脂及性能研究[J]. 武汉纺织大学学报, 2011, 24(6): 31-34.[7] 李云雁，郑丽维，程华花．微波法合成羧甲基纤维素-丙烯酸高吸水性树脂的研究[J]．林产化学与工业,2007, 27(1): 107-111.[8] 龙小柱，王希民.丙烯酸钠的聚合及溪水性能研究[J].当代化工, 2004, 33(1): 17-18.。

第31卷第3期2014年 5月V ol. 31 No.3May 2014钻 井 液 与 完 井 液DRILLING FLUID & COMPLETION FLUIDdoi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2014.03.004钻井液用超支化反相乳液聚合物的合成及其性能王中华1，2（1.中国石化中原石油勘探局，河南濮阳；2.中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳）王中华.钻井液用超支化反相乳液聚合物的合成及其性能[J].钻井液与完井液，2014，31（3）：14-18.摘要　以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料，采用氧化还原引发剂体系，在RAFT试剂存在下，通过反相乳液聚合制备了超支化P（AA-AM-AMPS）反相乳液聚合物。

研究了引发剂比例及用量、油水体积比、乳化剂的HLB值及其用量等因素对共聚物的水溶液表观黏度及所处理钻井液的流变性和滤失量的影响。

结果表明，当引发剂过硫酸铵/亚硫酸氢钠=1∶1，引发剂用量为0.16%～0.2%，油水体积比为0.875～1.0，复合乳化剂HLB值为6.9～7.1，复合乳化剂用量为7.6%～8.5%时，制得反相乳液聚合物的水溶液表观黏度为66～71 mPa·s，该超支化P（AA-AM-AMPS）反相乳液聚合物在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基浆中具有较好的增黏、降滤失能力，抗温、抗盐能力强，同时具有较强的润滑能力，在淡水基浆中加量为1%时润滑系数降低率为68.3%。

关键词　钻井液；超支化聚合物；反相乳液聚合；降滤失剂；增黏剂中图分类号：TE254.3 文献标识码：A 文章编号：1001-5620（2014）03-0014-05传统的钻井液用聚合物处理剂以粉状为主，粉状产品在生产过程中需要烘干、粉碎，特别是烘干环节，因降解或交联或水解等反应，使产品性能不同程度的降低。

粉状聚合物处理剂在使用时若直接加入钻井液中，不仅不能均匀加入，且溶解速度慢，如果溶解时间大于钻井液循环周期，没有溶解或溶胀的聚合物颗粒会从振动筛筛出，甚至糊筛，因此在使用时必须先配成质量分数为0.5%～2%的胶液，配胶液不仅增加工作量，且会使产品剪切降解。

反相悬浮法合成聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)高吸水树脂及性能研究张圣祖;杜勇;袁庭;徐强【摘要】高吸水性树脂由于在农业、生理卫生和化学工业等领域的广泛用途近来得到广泛的观注.本文以丙烯酸和丙烯酰胺为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,Span-60为悬浮稳定剂,采用反相悬浮聚合法合成了聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)高吸水树脂.探讨了交联剂浓度、悬浮稳定剂浓度、中和度和不同单体配比等对树脂吸液率的影响,以及树脂的吸液速率.结果表明,合成得到的高吸水树脂对去离子水、0.9%生理盐水和人工血液的吸收率分别达到1100g/g、90g/g和75g/g.【期刊名称】《武汉纺织大学学报》【年(卷),期】2011(024)003【总页数】4页(P31-34)【关键词】反相悬浮聚合;高吸水树脂;丙烯酸;丙烯酰胺【作者】张圣祖;杜勇;袁庭;徐强【作者单位】武汉纺织大学化学工程学院,湖北武汉430073;武汉纺织大学化学工程学院,湖北武汉430073;武汉纺织大学化学工程学院,湖北武汉430073;武汉纺织大学化学工程学院,湖北武汉430073【正文语种】中文【中图分类】O631.1高吸水性树脂（Super Absorption Polymers, SAP）是一类具有亲水基团并轻度交联的三维网络聚合物。

因其吸水能力超过自身重量数百倍，具有良好的保水性能，对水分子具有缓释作用的优点，因而被广泛应用于农业、医疗卫生、园林、工业水处理等领域[1-5]。

聚丙烯酸类高吸水性树脂作为一类全合成高吸水性树脂，由于具有成本低、工艺简单、环境污染小、吸水性能好以及产品保质期长等一系列优点，因而得到了研究人员的广泛重视。

罗晓峰等[6]以十八烷基磷酸单脂为分散剂，制备的丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚物高吸水树脂，聚合体系稳定，聚合物呈颗粒状，产物吸水率达680mg/g。

钱欣等[7]以丙烯酸为聚合单体，采用溶液聚合法，制得了聚丙烯酸钠高吸水性树脂。

收稿日期:2005-10-21作者简介:许　深(1947-),男,福建晋江人,教授,主要从事非均相聚合与功能材料的研究。

联系人:许　深,电话:(022)27402347,E 2mail :y ongshen @ 。

文章编号:1004-9533(2007)01-0020-04高吸水树脂的共聚组成与微球性能许　深,潘凡凡,朱立平,袁才登(天津大学化工学院,天津300072)摘要:采用反相悬浮聚合法,制备了部分中和的丙烯酸(AA )与丙烯酰胺(AM )共聚的球状高吸水树脂。

研究了不同单体组成对微球的共聚组成、吸液性能和颗粒形态的影响。

结果表明,在碱性水介质中,AM 是竟聚率较小的单体,间歇共聚合的共聚物微球的组成是不均一的。

微球的吸水能力随AM 含量的增大而降低,当AM 在共聚单体中质量分数为30%时,树脂对盐水的吸收能力具有协同效应,表明非离子型单体的耐盐性较好。

显微镜观察表明,部分中和的聚丙烯酸微球为规整的球形,而共聚物微球则为不规整的球形。

关键词:吸水倍率;微球;反相悬浮共聚反应;丙烯酸;丙烯酰胺中图分类号:T Q32016　文献标识码:AComposition and Perform ance of Spherical Superabsorbent CopolymerX U Y ong 2shen ,PAN Fan 2fan ,ZH U Li 2ping ,Y UAN Cai 2deng(School of Chem ical Engineering and T echnology ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China )Abstract :The superabs orbent copolymers of partially neutralized acrylic acid (AA )and acrylamide (AM )were prepared by inverse suspension polymerization in the presence of crosslinking agent of N ,N ′2methylenebisacrylamide.The in fluence of m onomer com position on copolymer com position ,abs orption characteristics and microsphere m orphology was investigated.The reactivity ratio of AM was smaller than that of AA in the copolymerization s o that the copolymer com position of microspheres was inhom ogeneous in batch process.The water abs orption capacity of crosslinked microspheres decreased with the increase of AM contents.But the abs orptions of copolymer in salinity water exhibited synergic efficiency when the content of AM in m onomer was 30%(mass ratio ).The microsphere m orphology of polymer of partially neutralized AA was spheric regularly ,while that of the copolymer of AA and AM was spheric irregularly.K ey w ords :water abs orption rate ;microsphere ;inverse suspension copolymerization ;acrylic acid ;acrylamide 高吸水树脂是一种形成交联网络的亲水性聚合物凝胶,以其独特的吸水性能,在农林园艺、医用卫生材料、油田采油、食品加工、建筑和电子等领域得到广泛应用。

第16卷第1期高分子材料科学与工程V o l.16,N o.1　2000年1月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G Jan.2000 文章编号:100027555(2000)0120067203反相悬浮聚合法制备高吸水树脂及其性能研究Ξ陈军武,赵耀明(华南理工大学高分子材料科学与工程系,广东广州510641)摘要:采用反相悬浮聚合法制备聚丙烯酸钠高吸水树脂,研究了中和度、引发剂用量、交联剂用量、悬浮剂用量对高吸水树脂的吸水性能的影响。

得出吸水能力(Q)与交联剂用量(C c,交联剂相对单体的摩尔分率)之间存在着Q=2.014C-0.735c的关系。

研究了丙烯酸中存有阻聚剂时对高吸水树脂吸水能力的影响,发现市售阻聚剂含量为0.05%～0.1%的丙烯酸可直接用于高吸水树脂的制备。

关键词:高吸水树脂;聚丙烯酸钠;反相悬浮聚合中图分类号:TQ324.8 文献标识码:A 高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料,结构为经适度交联的三维网络。

高吸水树脂能在短时间内吸收达自重几百倍甚至几千倍的水,在工业、农业、日用品、医疗卫生等方面具有广泛用途。

高吸水树脂研究的突破始于60年代,在日本、欧美发展很快,并在70年代相继进入工业化。

高吸水树脂在我国起步于80年代,已有不少单位和个人研制或试生产过各种不同类型的高吸水树脂,如淀粉接枝丙烯酸或丙烯酰胺类高吸水树脂[1～4],交联纤维素醚高吸水树脂[5],丙烯酸甲酯均聚或与醋酸乙烯共聚再经水解制备高吸水树脂[6,7],变性PVA类高吸水树脂[8],聚丙烯酸盐均聚物类高吸水树脂等[9,10]。

聚丙烯酸盐类均聚物属全合成系高吸水树脂,产品除具有高吸水树脂的一般特点外,还具有不腐烂、发霉等优点,有更广泛的用途。

与以往反相乳液聚合法[10]不同,本研究采用反相悬浮聚合法制备聚丙烯酸钠高吸水树脂,并与反相乳液聚合的有关结果作比较。

Vol.16 2003年3月 功 能 高 分 子 学 报Journal of Functional Poly mersNo.1M ar.2003反相悬浮聚合AA AM HEMA三元共聚高吸水性树脂的研究万 涛 , 杨 凯, 朱忠伟, 许晓东, 葸全寿(成都理工大学材料与生物工程学院,四川成都610059)摘 要: 以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(A M)、丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体、N,N 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂、Span80/T ween80为复合悬浮分散剂,采用反相悬浮聚合法合成了A A AM HEM A三元共聚高吸水性树脂。

研究了单体用量、分散剂用量、油水比和粒径等对树脂性能的影响。

用T GA和DSC对树脂的保水性和脱水动力学进行了研究,IR分析证实所合成的树脂为丙烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸羟乙酯三元共聚物。

关键词: 高吸水树脂;N,N 亚甲基双丙烯酰胺;丙烯酸羟乙酯;丙烯酰胺;反相悬浮聚合中图分类号: O63 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2003)01-0026-05高吸水性树脂是一种含有强亲水性基团并且有一定交联度的功能性高分子聚电解质材料[1]。

它不溶于水和任何有机溶剂,但能吸收其自身重量几百倍乃至几千倍的水[2];吸水后的凝胶具有优异的保水功能和吸水能力,已被广泛地应用于卫生用品、农业园艺、沙漠防治与绿化、建筑等多个领域,用作卫生用品、农用保水剂、增稠剂、污泥凝固剂、混凝土添加剂、土壤改良剂、工业用脱水剂、保鲜剂、防水材料,防雾剂、医用材料、水凝胶材料等[3-12]。

由亲水单体合成高吸水性树脂主要有两种聚合方法:反相悬浮聚合和溶液聚合。

溶液聚合法操作简单、无环境污染,但反应所产生的热量难以散发,且聚合体系粘度太高,往往难以在通常的反应器中进行,后处理甚为困难;利用反相悬浮聚合法进行丙烯酸类单体聚合,不仅聚合速度快,产物的分子量高,易在水中分散,使用简便,而且不引起环境污染[13-15]。

高吸水性树脂用做水晶泥的研究刘力、罗威摘要：以环己烷为连续相，Span-60为悬浮稳定剂，过硫酸铵为引发剂，N，N’-亚甲基双丙烯胺为交联剂，对反相悬浮聚合制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行研究。

结果表明，影响合成树脂吸水率的主要因素是交联剂质量分数，当交联剂质量分数为0.015%时，合成树脂的吸水率出现极大值，而且当反应温度控制在75℃，引发剂质量分数为18%时所得树脂的吸水率可达500g/g。

对合成树脂吸水、保水性能的进一步测试发现，树脂的初始阶段吸水速率较快，随着吸水时间的延长逐步下降，当树脂吸水饱和后水分损失很慢，在120℃下100min仅损失17.2%。

关键词：高吸水性树脂，聚丙烯酸钠，Span-60，吐温-40，交联剂，分散剂，引发剂。

一、背景介绍高吸水性树脂( super absorbent polymer, SAP),自上世纪70年代开发成功以来,已经得到了深入的研究和广泛的应用。

在美国等发达国家，高吸水性树脂的历史已有近40年，而在我国，它仅有10余年的发展史，对国内市场来说是一种新产品，虽然国内有许多单位已研究开发出产品并建立了生产装置，但是国产超强吸水剂产品尚未形成规模生产，其原因是由于生产技术落后而导致产品生产成本较高，产品性能没有及时改进而且产品的应用研究较少。

高吸水性树脂是一种轻度交联结构的高分子, 其分子链上具有很多亲水基团，如羟基、羧基、酰胺基、磺酸基等, 故吸水能力很强, 能吸收自身重量的几百倍甚至几千倍的水, 并且加压不淌出。

由于高吸水性树脂与常见的吸水性材料如纸, 布等相比, 具有很多优点, 是一种新型的功能性高分子材料, 因而它被广泛应用于工业、农林业、医疗卫生和日常生活中。

高吸水性聚丙烯酸钠含有- COONa 基团, 其亲水性要比含-OH、- COOH、- CONH2等亲水基团的高分子要强, 其吸水性能优良, 且是高安全性化合物，并具有一定的生物降解性。

因此，高吸水性树脂的研究与应用就显得十分重要。