交联剂种类及用量对淀粉类吸水树脂吸水性能的影响_张艳霞

交联剂对聚酯树脂力学性能的影响研究摘要：聚酯树脂是一种常见的高性能塑料材料，具有优异的耐化学性和机械性能。

然而，聚酯树脂在某些特定工艺条件下，容易出现低韧性和高弹性变形的问题。

为了提高聚酯树脂的力学性能，可以通过添加交联剂实现。

本文通过文献综述和实验研究，详细探讨了不同类型交联剂对聚酯树脂力学性能的影响，并提出了相应的研究结论。

1. 引言聚酯树脂是一类重要的聚合物材料，被广泛应用于塑料、合成纤维等领域。

然而，由于其分子链结构特殊，聚酯树脂在某些环境和工艺条件下存在一定的局限性。

这些问题主要包括低韧性和易发生弹性变形等。

交联是一种有效改善聚酯树脂性能的方法，可以提高其强度、韧性和耐热性。

本文将重点研究交联剂对聚酯树脂力学性能的影响。

2. 不同类型交联剂对聚酯树脂力学性能的影响2.1 热交联剂热交联剂是一种多官能团化合物，通过与聚酯树脂中的活性基团发生反应，形成交联结构。

热交联剂可使聚酯树脂分子链产生交联，提高材料的强度和刚度。

研究表明，热交联剂的添加可以显著提高聚酯树脂的拉伸强度和抗冲击性能。

此外，热交联剂还能提高聚酯树脂的热稳定性和耐化学性。

2.2 光交联剂光交联剂是一种通过紫外线或可见光激活的交联剂。

与热交联剂相比，光交联剂具有更快的反应速率和更低的处理温度要求。

光交联剂对聚酯树脂的影响主要体现在增加材料的强度和硬度，降低其热膨胀系数和吸水性。

此外，光交联剂还能提高聚酯树脂的耐磨性和耐老化性。

3. 交联剂的选择考虑因素在选择合适的交联剂时，需要考虑多个因素，包括交联剂的化学反应性、交联程度、交联剂与聚酯树脂的相容性等。

化学反应性是影响交联效果的重要因素，应选择与聚酯树脂中的活性基团反应能力较强的交联剂。

此外，对于具有不同交联程度需求的应用，应根据实际情况选择相应的交联剂。

交联剂与聚酯树脂的相容性对交联结构的形成和材料性能的改善也至关重要。

4. 实验研究方法为了研究交联剂对聚酯树脂的影响，可以通过以下实验方法进行评估：4.1 热性能分析使用热重分析仪对聚酯树脂样品进行热降解试验，得到其热分解温度和热稳定性等参数，用来评估交联剂对聚酯树脂热性能的影响。

O
OH -
2St O H + C H2 C H C H2 Cl
OH
St O C H2 C H C H2 O St + HCl 与 TD I 在无水条件下的交联改性反应过程不
同 ,环氧氯丙烷在与淀粉 —O H 反应的同时 ,还可与 分散水发生水解的竞争反应 。可以通过选择反应温 度 、反应时间 、体系 p H 值和环氧氯丙烷用量等工艺 条件抑制环氧氯丙烷的水解副反应 。
用 TD I 对淀粉进行一次交联改性后 ,耐水性能 还不能达到要求 。用氧化剂 A PS 对第一次交联改性 的淀粉进行适度的氧化断链后 ,再用环氧氯丙烷对其 进行二次交联改性 ,则可以在提高耐水性的同时 ,粘 度不因二次交联改性而过度增大 。
环氧氯丙烷分子中含有活泼环氧基和氯基 ,碱性 条件下可与淀粉分子链的 —O H 反应 ,起交联作用 :
可以看出随着 TDI 用量的增加 ,胶黏剂粘度的 增加非常明显 。当 TD I 用量达到 2. 0 %时 ,粘度已经 超过 1600 mPa ·s ,无法在瓦楞纸板生产线上施胶 。 当 TDI 用量在 0. 5 %和 1. 0 %之间时 ,粘度比较适宜 。 2. 1. 2 TD I 用量对淀粉胶黏剂耐水性的影响
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二步交联法改善淀粉胶黏剂的耐水性
梁祝贺 , 黄智奇 , 张雷娜 , 吕建平
(合肥工业大学 , 合肥 230009) 摘要 : 以甲苯二异氰酸酯 ( TDI) 和环氧氯丙烷为交联剂 ,对氧化淀粉进行两步交联改性 ,提高了淀粉胶黏剂的 耐水性 。实验结果表明 ,先用 0. 8 % TDI 对氧化淀粉交联改性 ,再在弱碱性条件下用 1. 0 %的环氧氯丙烷对 其进行二次交联 ,可以使淀粉胶黏剂耐水时间从 0. 4 h 提高到 20 h 。在两步交联改性之间 ,用 1. 0 %过硫酸铵 (A PS) 对淀粉分子进行适度的氧化降解 ,可以降低体系粘度 。 关键词 : 淀粉胶黏剂 ; 交联 ; TDI ; 环氧氯丙烷 ; 耐水性 中图分类号 : TB487 ; TQ430. 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 3563 (2010) 07 - 0011 - 04

吸水树脂的交联剂和引发剂嘿，朋友们！你们知道吸水树脂吗？那这吸水树脂的交联剂和引发剂可真是太重要啦！交联剂就像是建筑中的钢筋，它能让吸水树脂的分子链连接起来，形成一个牢固的三维网状结构。

这就好比是搭积木，没有钢筋把积木连接起来，那整个结构可就不稳固啦！比如在高吸水性纸尿裤的制作中，交联剂的作用至关重要。

如果没有合适的交联剂，那纸尿裤怎么能快速吸收并锁住大量的尿液呢？想想看，如果宝宝尿湿了，纸尿裤却不能很好地发挥作用，那该多让人头疼啊！引发剂呢，则像是点燃烟花的那根火柴。

它能引发聚合反应，让单体分子开始连接成长链。

可以把它类比成一场赛跑的发令枪，没有它，这场聚合反应的“比赛”可就没法开始啦！在农业保水剂的生产中，引发剂的选择就非常关键。

选对了引发剂，才能让保水剂更好地发挥作用，帮助植物在干旱的环境下也能吸收到足够的水分。

咱就说，要是没有交联剂和引发剂，那吸水树脂能有这么神奇的性能吗？肯定不能啊！交联剂决定了吸水树脂的强度和稳定性，引发剂决定了聚合反应能否顺利进行。

它们俩就像是一对好搭档，缺了谁都不行。

你看，在实际应用中，研究人员们得精心挑选交联剂和引发剂。

就像厨师做菜，得选对调料才能做出美味的菜肴。

不同的交联剂和引发剂组合，会带来不同的效果。

有时候，为了找到最合适的组合，科研人员们不知道要做多少次实验呢！“哎呀，这交联剂和引发剂的选择可真是让人头疼啊！”一个研究员抱怨道。

“可不是嘛，但要是选对了，那成果可就不得了啦！”另一个研究员回应道。

这就是吸水树脂的交联剂和引发剂，它们虽然不起眼，但却在背后默默发挥着巨大的作用。

可不要小瞧了它们哦！朋友们，现在你们对吸水树脂的交联剂和引发剂有更清楚的认识了吧？。

在农业领域的应用
土壤改良：高吸水性树脂能吸收相当于其自身重量数百倍的水分可有效改善土壤湿度 和保水性能促进作物生长。
节水灌溉：通过使用高吸水性树脂可将灌溉水有效吸附并缓慢释放实现节水灌溉和 均匀供水。
农药和营养剂缓释：高吸水性树脂可以吸附农药和营养剂并在需要时缓慢释放提高农 药利用率和植物吸收率。
高吸水性树脂的制备方法主要包括化学合成和物理改性不同的制备方法可以得到不同性能的高吸水性树脂。
高吸水性树脂的分类
按原料分类：淀粉类、纤维素 类、其他天然产物类
按交联剂类型分类：羧甲基淀 粉、淀粉磷酸酯、纤维素黄原 酸酯等
按离子类型分类：阳离子型、 阴离子型、非离子型
按应用领域分类：农业、医疗 卫生、建筑材料等
高吸水性树脂的应用领域
卫生用品：用于生产婴儿尿布、成人失禁用品等 农业：用于土壤保水、植物生长调节剂等 医疗领域：用于吸收伤口渗出液、止血材料等 建筑材料：用于自修复混凝土、调节室内湿度等
化学合成法
原理：通过化学反应将原料转化为高吸水性树脂 优点：可控制产物的性质如吸水能力、分子量等 缺点：需要使用有机溶剂可能对环境造成污染 常用原料：丙烯酸、丙烯酰胺等单体
高吸水性树脂具有优异的保水性能 能够吸收相当于其自身重量数百倍 甚至上千倍的水分。
高保水性
在医疗领域高吸水性树脂可以用于 制造具有保湿功能的敷料和药物载 体促进伤口愈合。
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在土壤改良、节水农业、园艺等领 域高吸水性树脂的高保水性有助于 提高植物生长效率和抗旱能力。
高保水性还使得高吸水性树脂在化 妆品、个人卫生用品等领域具有广 泛的应用前景。
回收再利用：将废弃 的高吸水性树脂经过 处理后重新用于生产 新的高吸水性树脂或 其他用途。

和丙烯酸接枝制备高吸水树脂， 探讨辐照剂量 、 糊化温 丙烯酸中和度， 丙烯酸用量和交联剂用量等因素与 度、
近年来， 国内外有 关 淀 粉 接 枝 丙 烯 酸 制 备 高 吸 水
06 23 收稿日期 ：200908 26 接受日期 ：2009 -
作者简介 ： 刘秀清（ 1983 -） ， 男， 山东梁山人， 硕士， 主要从事果树生理生态与辐照技术应用研究 。 E-mail ： giggleself@ 163. com 通讯作者 ： 章 铁（ 1958 -） ， 男， 安徽繁昌人， 教授， 主要从事果树生理及辐照技术应用研究 。 E-mail ： zh. t123@ 163. com
关键词 ： 淀粉 ； 丙烯酸 ； 辐照 ； 高吸水树脂 ； 正交试验
PREPARATION OF SUPER ABSORBENT RESIN OF STARCH GRAFTED ACRYLIC ACID BY
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Co γIRRADIATION
LIU Xiu-qing 1
FENG Jian 2
PAN Hai-fa 3
［ 12 ］
。 Q = （ V1 － V2 ） / m
式中： Q— — — 吸液倍数， ml / g 或倍； V1 — — — 添加的液体体积， ml ； V2 — — — 吸水树脂充分吸收后的液体体积， ml ； m— — — 吸水树脂的质量， g； 吸收的液 体 分 别 为 蒸 馏 水 、 自 来 水 和 0. 9% NaCl 水溶液时， 吸收倍率（ 下称 吸 水 率 ） 分 别 为 吸 蒸 馏 水 倍 率， 吸自来水倍率和吸 0. 9% NaCl 水溶液倍率 。
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剂量 、 丙烯酸用量和交联剂用量等因素对吸水树脂吸水率的影响 。 正交试验结果表明 ， 制备树脂较好的 90℃ 下糊化 15min ， 工艺条件为 ： 淀粉 3g ， 初始加入蒸馏水 21ml ， 丙烯酸中和度 80% ， 丙烯酸与淀粉的比 N， -亚甲基双丙 烯 酰 胺 0. 5ml ， 例 （ V / W ） 为 3 ：1 ，0. 9% 的 N ， 辐 照 处 理 3kGy ， 真 空 干 燥 温 度 60℃ 。 在 上 述条件下制备的树脂可吸蒸馏水 766ml / g ，吸自来水 278ml / g ，吸 0. 9% NaCl 水溶液 64ml / g 。

1.淀粉类高吸水性树脂的特点自古以来，吸水材料的任务一直是由纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等材料所承担的。

但这些材料的吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为自身重量的20倍左右，而且一旦受到外力作用，则很容易脱水，保水性很差。

60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树脂。

高吸水性树脂(SPA)又称超强吸水剂[1]，是一种新型的功能高分子材料。

这是一种含有强亲水性基团并通常具有一定交联度的高分子材料。

它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重量的500～2000倍，最高可达5000倍，吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性，即使受压也不易挤出。

吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。

吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。

与水接触时，水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。

由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。

由于电中性要求，反离子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。

水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶。

同时，树脂本身的交联网状结构及氢键作用，又限制了凝胶的无限膨胀。

按原料划分，吸水树脂有淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)几大类。

淀粉类高吸水性树脂，是指淀粉与乙烯基单体在引发剂作用下或经辐射制得的吸水性淀粉接枝共聚树脂。

淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。

一种是淀粉与丙烯腈进行接枝反应后，用碱性化合物水解引入亲水性基团的产物，由美国农业部北方研究中心开发成功；另一类是淀粉与亲水性单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）接枝聚合，然后用交联剂交联的产物，是由日本三洋化成公司首开先河的。

与当前主流产品丙烯酸类高吸水性树脂相比，淀粉接枝共聚高吸水性树脂因淀粉原料来源丰富，价格低廉，为其合成提供了优越的供应条件;其独特的吸水性能、优异的保水性能及良好的加工性能，为其应用奠定了良好基础。

表面交联高吸水性树脂的合成及吸液性能研究摘要：采用水溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠高吸水性树脂(SAP)，通过改变丙烯酸中和度和进行吸水性树脂的表面交联反应处理，考察SAP产品在常压及加压下(2kPa)吸生理盐水(O.9％NaCl水溶液)性能。

结果表明，当丙烯酸中和度为80％(质量分数)时。

以二甘醇为表面交联剂制备的SAP在常压及2kPa压力下吸生理盐水能力别为56g／g和29 g／g。

关键词：高吸水性树脂；溶液聚合；表面交联；丙烯酸钠高吸水性树脂(sAP)是近年来迅速发展的一种新型功能高分子材料。

它能吸收本身质量几百乃至上千倍的水，并有着优良的保水性能。

但是，当颗粒状SAP 接触水溶液后，其表面容易粘结而使粒状聚合物形成结块，造成凝胶堵塞，阻碍水分子的进一步渗入，不利于树脂充分发挥吸水性能，影响其吸水倍率和吸水速率。

Dow化学公司、日本Shokubai(触媒)公司、美国Hoechst Celanese公司通过二次交联对现有生产工艺进行改进，从而改善产品性能：即将二次交联剂喷洒在SAP颗粒的表面，并在高温下进行处理，使得颗粒状SAP具有核，壳结构。

解决了凝胶堵塞，极大地提高了SAP在常压及压力下的吸生理盐水能力。

传统的棉花、纸张、海绵等材料的吸水是通过毛细管的吸附作用进行的，属于物理吸附过程；而SAP的吸水作用主要是通过弱的化学键结合，以化学吸附为主。

SAP是一种高分子电解质，在水中电离后产生的离子之间相互作用使得树脂溶胀，而且随着树脂内部离子浓度的增加，由于树脂内部与外界溶液之间的浓度差而产生反渗透，使得水进一步进入树脂内部，然而树脂本身的交联结构及氢键结合又限制了树脂吸水，因此SAP的吸水过程同时存在物理吸附和化学吸附两个过程。

吸水能力的多少，取决于高分子电解质和水之间产生的渗透压的大小，直到渗透压和高分子网络的弹力达到平衡时为止。

本文通过改变丙烯酸中和度及采用不同的交联剂对所制备的聚丙烯酸，丙烯酸钠型的吸水性树脂进行表面处理，研究了表面交联剂种类、用量及丙烯酸中和度对SAP在常压及2kPa压力下吸生理盐水性能的影响。

即2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，简称双25，其商品有两种，一种为纯度90%的淡黄色液体，密度为 0.85克/立方厘米；另一种为纯度50%的白色粉末，分解温度179℃（半衰期1分钟）、118℃（半衰期为10小时）。 双25是一种高温交联剂，常用于乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯等，能提高制品的强度、硬度等。 2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-异丙基咪唑、四气邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、三亚乙基四胺、二甲 胺基丙胺、二乙胺基丙胺等也都是交联剂，大部分用于热固性塑料，作为固化剂使用。
性质
常是分子中含多个官能团的物质，如有机二元酸、多元醇等；或是分子内含有多个不饱和双键的化合物，如 二乙烯基苯和二异氰酸酯，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等。可同单体一起投料，待缩聚（或聚合）到一定程 度发生交联，使产物变为不溶的交联聚合物；也可在线型分子中保留一定数量的官能团（或双键），再加入特定 物质进行交联,如酚醛树脂的固化和橡胶的硫化等。
选用
对于不同的交联剂，应当选择适其所用的交联剂，对交联剂则有如下一些要求： ⑴交联剂的活性基团能与胶黏剂中组分反应形成交联结构。 ⑵交联效率高，只要加入少量便可获得稳定的交联结构。 ⑶交联速度适宜，过快过慢都不利。 ⑷几种交联剂混合使用，可获得最佳的综合效果。 ⑸交联剂在工艺处理和储存期内稳定，不发生有害反应和凝聚作用。无毒害、无刺激性、不污染环境。
2、乙丙橡胶、各种氟橡胶、CPE等特种橡胶的助硫化（与DCP并用，一般用量为0.5-4%），可显著地缩短硫 化时间、提高强度、耐磨性、耐溶剂和耐腐蚀性。
3、丙烯酸、苯乙烯型离子交换树脂的交联。它比二乙烯苯交联剂用量少、质量高、可制备抗污、强度大、大 孔径、耐热、耐酸碱、抗氧化等性能极佳的离子交换树酯。这是国内外新近开发的，前景极好的新型离子交换树 酯。

１２ 实验步骤 ．
１２ １ 钠 基 膨 润 土 的 改 性 ．．
吸水倍 率 ：
２ 结 果 与 讨 论
（／ ｇｇ
将钠 基膨 润 土配成 质 量 分数 为 ３ ％左 右 的悬 浮 液 ， 强机 械搅 拌下 ， 在 将等 质量 的海藻酸 钠加 到
膨 润土 悬 浮液 中 ， ７ 于 ０℃下 反应 ３ｈ 干燥 ， 细 ， ， 研 过 ３０目筛 ， ０ 即得 到改性 膨润 土。
维普资讯
２０ ０６年 ９月
巩
倩 等 ． 材 料 的 选 择 和 处 理 对 合 成 淀 粉 接 枝 丙 烯 酸 ／ 烯 酰 胺高 吸 水 树脂 的 影 响 原 丙
２ ３
原 材 料 的 选 择 和 处 理 对 合 成 淀 粉 接 枝 丙 烯 酸／ 丙烯 酰 胺 高 吸水 树 脂 的影 响
１ 实验部 分
１ １ 试 剂 及 仪 器 ．
算 接枝 效率 （ 已接 枝 到 淀 粉上 的 接枝 共 聚 物 质量 占总 聚合物 质量 的百分 率 ） 如下 ：
丙烯 酸 、 氧化 锌 ， 学 纯 ； 薯 、 米 、 麦 淀 化 木 玉 小 粉， 市售 ； 钠基 膨 润 土 、 丙烯 酰 胺 ， 工业 级 ； 水 乙 无
高 吸水树脂 （Ａ ） Ｓ Ｐ 是近 ３ ０多年 来发展 起来 的
一
ＮＯ ｌ ａ ｔ 中和 的丙烯 酸溶 液 、 烯 酰 胺 溶 液 、 发 剂 丙 引 溶液 和其他选 好 的反 应 物 ， 恒 定 的 温度 下 进 行 于 接枝 聚合 ， ｍｎ 加入 交联 剂 ， ３ ｉ后 继续 反 应３ｈ 。反 应 结 束后 ， 用少量 无水 乙醇 洗涤凝 胶 产物 ， 成 沉 形 淀后 抽滤 ， 沉 淀再洗 涤 ２次 ， 将 然后 置 于恒温 烘 箱 干燥 至恒 重 ， 到粗 接 枝 共 聚 物 ， 碎 ， ４ 目 得 粉 过 ０ 筛。

淀粉接枝丙烯酸合成交联型高吸水树脂及其性能研究
胡振华;温国华;靳敏;张思思;张媛;邢建霞
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2014(0)S1
【摘要】以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,马铃薯淀粉与
丙烯酸及其钠盐接枝共聚合成了交联型淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂。

研究了交联剂、引发剂和中和对高吸水树脂吸水率的影响。

合成的最佳高吸水树脂的吸液能力
(g/g)为:去离子水1240,自来水390,人工血95,生理盐水80,人工尿70。

同时对高
吸水树脂的吸水速率、不同浓度的NaCl溶液下的吸水量和不同的pH下的吸水量进行了测试。

高吸水树脂45min内吸水量就达1050 g/g,在pH为3~9之间有较高的吸水量。

【总页数】3页(P112-114)
【关键词】高吸水树脂;淀粉;丙烯酸;吸液性能
【作者】胡振华;温国华;靳敏;张思思;张媛;邢建霞
【作者单位】内蒙古大学化学化工学院有机化学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ324.8
【相关文献】
1.淀粉接枝聚丙烯酸钠高吸水性树脂的合成性能研究 [J], 刘磊;高晓辉;李玉峰
2.丙烯酸—丙烯酸钠自交联型高吸水性树脂的合成及性能研究 [J], 张向东
3.交联型淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的制备和性能 [J], 赵建国
4.玉米淀粉接枝丙烯酸盐合成含钾的高吸水树脂及其性能研究 [J], 岳建新;温国华;王莉莉;孙国强
5.高吸水性树脂——淀粉-丙烯酸钠接枝共聚物的合成及性能研究 [J], 黄德琇;薛永青;邱豪;黄美玉;卢尚新;江英彦
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