吸水树脂改性研究进展

第3期
李
娟 等 . 吸 水树 脂改 性 研 究 进 展
善树脂 的凝胶强度
1. 5
其他改性 方法
刘 蛟等阴以 PV A 作 为长链 大分子 贯穿于 A A / A M 共 聚物的交联 网络 中 , 形 成性 能优 良的互 穿
以轻 甲基纤 维 素 和 5 0 : 为 成核 剂 制 备 的核 1 壳 型高 性能 吸水 树脂 可 减缓 吸水 速率团 };加 人致
其 他 矿 物 复 合 的树 脂 表 现 出 更 强 的 吸 盐 水 能 力
反相乳液聚合法 属于油包水体 系
合
成
树
脂
及
塑
料
20 1] 年 第 2 8 卷
候 新 华 等四以 A A N a 和 A M P S 为 原 料 失水 山梨 醇单 硬脂 酸 醋 和 壬 基酚 聚 氧 乙烯 醚 为 乳化 剂 , 在 60 下 乳化 l. h 后 加人 B S , 同时通人 o I
反相乳液 聚合法是指水 溶性单体 在油性 介质
中 , 在 乳 化 剂 的作 用 下 , 借 助 强 力 搅 拌 , 分 散 成 乳 液状 态 进 行 聚合 乳 液 聚 合 法 属 于 水 包 油 体 系 , 而
土 表面存在 经基和带 电荷的活性 点 , 与溶液 中的
阳离子相斥 , 提高 了树脂 的耐盐性 , 因而高岭 土 比
的 温 度 响应 性 四
(S S 制 备互 穿 网络 树脂 , 提 高 了 P A A 的吸盐 率 P ) 压力下 的吸水量 和保水量
1. 3 疏水 改性法
1: 1 3
与疏水单体 共聚合 疏水 单 体 对 水 分 子进 人 树 脂 内部有 抑 制 作
2 吸水树脂 的制备方法
用 , 因此 ,可通 过接枝一定量 的疏水 单体调节 树脂 的吸水速率 张丙 华等( } 疏水单 体 改性丙烯 酸 3 l用
李 娟 , 女 , 1982 年 生 , 博 士 , 20 0 年 毕 业 于 华 1
中 科 技 大 学 材 料 学 专 业 , 主 要 从 事 油 田化 学 方 面 的 研 究
联 系 电 话 :(0 3 9 3 )4 8 9 9 7 0 3 ; E 一 ail: h u srpo ly m er ya h oo ,en m @
2. 中国石油天然气集团公 司川 庆钻探工程有限公 司长庆钻井总公司, 陕西 西安 71320 ) 0
摘
要:
吸 水 树 脂 的改 性 方 法 有 亲 水 基 团 多样 化 法 互 穿 网 络 法 疏 水 改性 法 和 尤 机 物 共 混 法 常 用 的制 备 方
法 包 括 溶 液 聚合 法 反 相 悬 浮 聚 合 法 和 反 相乳 液 聚 合 法 吸水 树 脂 主 要 应 用 于 油 田 开 发 污 水 处 理 和 建 筑 等 领 域 建 议 从 聚 合物 分子 设 计 单 体 优 选 合 成 工 艺改 进 等方 面 着 手 , 对提 高 吸水 树 脂 的 耐 盐 性 吸 水 膨 胀 后 凝 胶 的 强 度 和 控 制 吸水 速率 等进 行 研 究 关键词 : 吸水树脂 同 时 也 有 必 要探 索 如 何 提 高 吸 水 树 脂 的耐 热 性 , 以 延 长其使 用 寿命 拓 宽 其 使 用 范 围 亲水基团 改性方法
近 来年 , 关 于吸 水树 脂 的种类 结构 吸水 机
(A M P ) 丙 烯 酸(A A )与 非离 子 型丙 烯 酞 胺 ( M )共 S A 聚合 , 制 备高 吸水 树脂 , 其 吸水倍 率 可 达 1 25 0
理 的概 述较 多[一, 根据 吸水 树脂 中亲 水基 团 的种 类 , 吸水树 脂 可分 为 阴离子 型 阳离 子型 非离 子 型以及 复合离子 型 常用 的吸水树脂 主要有 聚丙 聚 乙烯 醇( V A ) 聚 P 烯酞胺 ( A M ) 聚 丙烯 酸( A A P P )
综述
合 成 树 脂 及 塑 料 , 20 11 , 28 (3 ): 78
C H IN A S Y N T H E T IC R E S IN A N D P L A S T C S I
吸水树 脂改性研究进展
李 娟 , 沈士军 , 刘晓燕 , 刘文堂
l ( . 中国石油化工股份有限公 司中原石油勘探局钻井工程技术研究 院, 河南 蹼阳 4 700 1 5 ;
率 较慢 设备 利用 率和生产 能力较 低 活性链 向溶
剂转 移 聚合物相 对分子质量低 等缺点 . 22 反相悬浮 聚合法
双丙烯酸胺(B S , 但酸胺键 易水解 , 使交联结 构解 I )
体 , 导致树脂 的使用寿命缩 短 选择合适 的交联剂
可改善树脂 的吸水速率 吸水后 的凝胶强度 和稳 定性 等 蒋 笃孝等}5以二 乙烯 基苯(D v B 为交 联剂 ] )
料 , 疏水 单体 的质量分数 控制 在 5% 以内 , 以保证
树脂整体 的亲水性 1. 2 . 3 采用 疏水交联剂 制备 吸水 树脂 常用 的交联 剂 是 N ,N 一 甲基 亚
最佳合成 工艺 : n A A / (A M )为 4 5 : 1. ,单 体 的摩 ( ) n . 0 尔分 数 为 5% , 中和度 为 7 % , w (B S 为 0.12% , 引 0 I ) 发 剂质量分 数为 0 3 % .0 溶液 聚合 法的工艺 简单 以水 为溶剂 成 本低 且 无环境污 染 ,但 也存在单 体浓度 低 聚合反应 速
性 方法 制 备方法及 应用等
左右
e L e 等四将 SA 与两性离 子单 体 N ,N 一 甲 二
基丙烯酞 氧丙基丙磺 酸共聚合 , 通过 提高 固定在 大分 子链 上的 电荷密 度 , 提高 了树脂 的吸水 速率 和吸水倍 率
LZ 互 穿网络 法
单一网络 的树 脂受单体结 构 的局 限 , 性能相
. 21
溶液 聚合法
溶液聚合法是将 单体 和引发剂溶 于适 当溶剂
中聚合 吸水树脂 的制备一般 以水为溶剂 ,单体 在
水 中溶 解 , 生 成 的聚合 物不 溶于 水 , 然 后经 过滤 洗 涤 干燥 粉碎和过 筛 其 中吸水树脂 的干燥方 法对其 微观结构 物理 和化学性质影 响很大l ] 3 2 李 茜璐 等l 以 B S 为 交联 剂 , 过 硫 酸 钾 为引 ] # 2 I 发剂 , 制备 了 P A A PA M 树脂 / 通过 正交试验得 出
团 ,性 能十分独 特
廖列文 等[ 制 备的两性 离子 聚 l 9
合物具 有特殊 的 p H 值敏感 性 , 酸性溶 胀 , 碱性 收 缩 , 对 离子 强度和 pH 值 有显著 的体 积突 变现 象 ,
突 变点 发 生 在离 子 强 度 为 0 .1 m oF kg 和 pH 为 4
的拓 宽 , 吸水树 脂在使用 过程 中也暴露 出吸水膨 胀后 强度较 低[ 耐盐性 差囚 易水 解回 问题 为了 l 4 等 更好 发挥吸 水树 脂 的作 用 , 在 原材料 和交联剂 的 优选 添加剂 的筛选 合 成工艺 的改进等方 面 已开 展了大量研究 工作 , 本工作综述 了吸水 树脂 的改
倍 , 吸盐倍 率达 22 倍 5
与仅带有一 种电荷 的聚合物 相 比 , 两性 离子
聚合 物 的 分子 链 上 同 时含 有 阴 离 子 和 阳离 子 基
多糖 聚 2一 丙烯 酞胺 基一 一 2 甲基丙磺酸( A M P S 以 P )
及它 们 的改性 产 物等 , 其应 用 已遍及 农业 林 业 园艺 化工 医疗 卫生等各 个领域 随着应 用范 围
低 树 脂 成 本 , 还 能 提 高凝 胶 的 强 度 , 改 善 耐 盐 性 和 将膨润 土和高岭土混合改性 树脂 , 有利 膨润土 硅 藻土 和 偏 高岭 土 的 于 提 高 树 脂 的起 始 吸 水 速 率 和 耐 盐 性 !8 姚 晓 等}9} 1 对 添加 高 岭 土 PA M f AM P P S 树 脂 的 吸水 能 力 进 行 比较 , 由 于 高 岭
的 中和度为 80% , w ( M PS 为 30% , 分散 剂烷基酚 A ) 聚氧乙烯醚一 聚乙二醇的质量分 数为 0 3% , 引发剂 .
浓 度 为 22. m m ol , 反 应 温度 50 64 L l 反 相悬 浮聚合 法 克服 了溶液 聚合 法 的缺点 ,
有 机物 质量轻 弹性好 , 无 机物 强度 大 热稳
中图分类号 : TQ 3224 + 4
文献标识码 : A
文章编号:
10 2一 0 1396( 11) 0078一 20 03一 05
吸水树脂 是分子链 上含有亲 水性基 团并具有 一定 交联度 的高 分子 材料 它能 够吸收 自身质量 几倍 至上千 的水 , 且 在加压 的情 况下也 不容易
失水 吸水膨胀 后 的凝胶 具有很好 的保水性 可 变
作用 , 耐盐 性差 ,但 吸水倍率 大
将 不同亲 水性 基
收 稿 日期 : 作 者简 介 :
20 1 一 28 : 修 回 日期 : 0 11一
20 11一 26 02一
团 的单 体进行共 聚合 , 利用 各种基 团的协 同作用 , 可 获得吸水倍 率大且耐盐 性好 的吸水 树脂
e L e 等阴 2一 烯 酞 胺 基 一 甲 基 丙 磺 酸 钠 与 将 丙 2一
1
LI
吸水树脂 的改性 方法
亲水基 团多样化法
对较 差 , 吸盐率较低 在互穿 网络 型吸水 树脂 中引
入其 他官能 团 , 通 过官能 团的协 同作 用 改善树脂
非离 子型吸 水树脂 的耐 盐性好 , 但吸水倍 率 不大 ; 离 子型吸 水树脂受外 部溶液 中离子 的屏蔽
的耐盐性 . 还可 通过聚合物 网链 间的相互 作用 改
钠( A N a 和 A M ,提 高了树脂 的耐盐 性 A )
当疏 水单
体质 量分数 为 6% 时 , 树脂 吸盐率最 大 ;质量 分数