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1、优秀毕业论文天津工业大学硕士学位论文高吸水树脂及纤维的制备与研究姓名：王胜利申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：邓新华;孙元20030301精品参考文献资料天津工业大学硕士学位论文商吸水树脂及纤维的制各与研究高吸水树脂及纤维的制备与研究摘要高吸水树月NSAP)是二十世纪七十年代发展起来的种重要的功能高分子材 料，它具有极强的吸水能力与保水能力，在社会生活的各方面，特别是在卫生材 料领域获得了广泛应用。高吸水纤维(SAY)是在高吸水树脂的基础上发展起来的一 种具有强吸水能力的功能纤维，与高吸水树脂相比具有易于加工成最终制品的优 点，正在获得越来越广泛的应用，目前国际上只有少数几个发达国家能够
2、生产高 吸水纤维，在国内高吸水纤维正处于研究阶段，尚未产业化。高吸水树脂及纤维 的研究具有重要的意义，是目前功能纤维研究的热点。本课题采用溶液聚合来制备可纺性的高吸水树脂，研究溶液纺丝法制备高吸水纤维，主要做了以下三方面的工作。首先，研究了高吸水树脂吸液性能与主要反应参数，例如中和度、引发剂浓 度、反应温度、聚合反应液浓度、单体配比、热处理时间及热处理温度的关系。 所得的较优配方是：丙烯酸(AA)，丙烯酰胺(AM)，甲基丙烯酸B一羟乙酯(HMA) 物质的量比为(85：1：O5)，中和度为80，聚乙二醇(分子量400)为总单体质 量的20，引发剂为单体质量的05，聚合反应温度为70。C，在90。
3、C下热处理3 小时。该配方所制备sAP的吸水倍率为1 1009g，吸收09NaCl溶液倍率为 829g。利用正交实验设计淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂实验配方，制备的高吸水树 脂吸水倍率达到15559g，吸收09NaCt溶液倍率达到009g。其次，在高吸水树脂合成的基础上，向聚合体系中加入聚乙烯醇以改善纺丝 液的可纺性。以体系的粘度变化来定性表征聚合反应的葳应程度。利用工F交实验 设计实验方案，考察了不同配方的纺丝原液在不同温度下的稳定性及可纺性，当 聚乙烯醇与单体的质量比为O45时，纺丝液比较稳定，在3540下进行溶液纺 丝，以丙酮作为凝固浴，牵伸倍率为57倍，初生纤维经过90。C下13 d,n,
4、l或150。C下510分钟热处理后，制备的高吸水纤维吸水倍率达到759g。 最后，利用DSC、x一射线衍射仪、SEMi,电子单纤强力仪对高吸水树脂及纤维的各项性能进行了测试分析。DSC谱图表明高吸水树脂及纤维具有较长的玻璃化转变温度区间，表明体系 的交联密度不均匀；在氮气气氛下280。C以上发生大分子热降解；在150。C_卜热处天津工业大学硕士学位论文高吸水树脂段纤维的制各与研究理交联比在90。C下热处理更有利于高吸水纤维中聚乙烯醇与三元共聚物的共混。 吸水后的高吸水树脂及纤维的降温DSC谱图都有两个放热峰出现，升温谱图都有 两个吸热峰出现，证明所吸收可发生相变的水可分为束缚水与自由水两种，与
5、自 由水相比束缚水的量极少。X一射线衍射谱图证明：高吸水树脂都是非晶结构，而聚丙烯酸类共聚物与聚 乙烯醇共混后，经溶液纺丝制备的高吸水纤维中存在结晶。高吸水纤维中聚乙烯 醇总是以部分结晶的形式存在，难以与共聚物形成分子级别上的共混，导致微相 分离结构。SEM照片显示出高吸水树脂吸水溶胀所形成的容纳水的孔洞，这些孔洞 的分布是各向同性的，证明高吸水树脂的交联网络的分布也是各向同性的。SEM 照片显示出高吸水纤维吸水前的微相分离结构。吸水后高吸水纤维的纵向表面 SEM照片清晰的显示出高吸水纤维内部沿轴向产生取向，聚集在一起形成微原纤 结构。吸水后高吸水纤维的横截面SEM照片清晰的显示出纤维内部产生
6、分布各向 异性孔洞，证明高吸水纤维的交联网络的分布也是各向异性的。电子单纤强力仪的测试结果显示：随着高吸水纤维吸水倍率的提高，断裂强 度单调下降，而断裂伸长率先增大后减小，其中74干燥的高吸水纤维的断裂强度 为O239cNdtex，断裂伸长率为23。加入甲基丙烯酸0羟乙酯与聚乙二醇等增 塑剂对高吸水纤维力学性能改善有一定作用。关键词：高吸水树脂、高吸水纤维、丙烯酸、聚乙烯醇、溶液纺丝燮塑绁型苎燮塑婴型塑塑The preparation and research of superabsorbent polymer andsuperabsorbent fiberAbstractSuperabsor
7、bent polymer(SAP)has been a kind of important functional polymer material since it was invented during 1 970sIt can absorb a large amount of water and the absorbed water can be retained for long timeSo，it was widely used in many fields especially in sanitary goodsBased on superabsorbent，the superabs
8、orbent fiber(SAFl was invented，which Call absorb a lot of water tooSuperabsorbent fiber has advantage over super absorbent because 1t is easy to be processedTherefore it is widely used inmany fieldsn20reand morePresently there aretwoorthree developedcountries， which callproduceSAFTheSAFhasnotbrought
9、aboutindustrializationinourcountrySo，the studies ofSAF have a great deal ofeconomic valuesBy reviewing a lot of reference articles about SAP and SAF,the solution polymerization and solution spinning were determinedThe articles includes three main aspects ofwork as follows：Firstly，The relationship be
10、tween the properties of SAP and the reaction parameter， such as neutral point,initiator concentradon，monomer ratio，the temperature of heat treating，the time of heat-treating，has been studiedThe better reactive formula is as follows：Acrylic acid(AA)：Acrylamide(AM)：2-hydroxyethyMethacrylate(HM)=(8,5：1
11、：O5)(Molar ratio)the neutral point=80，the initiator concentration=O5T270C，polyglycol：(AA+AM+H，MA)=O2(weight ratio)， solution concentration=25have be heat treated at 90for 3 hoursThe water absorbing power(WAP)of this SAP is 1 1009g，The 09NaCI solution absorbing power is 829gThe better starches graft
12、AA superabsorbent has been prepared by orthogonal design of experimentsThe WAP of starch graft AA superabsorbent is about 1 555 ggThe O9NaCl solution absorbing power of starch graft AA superabsorbent is lOOggSecondlN polyvinyl alanhol(PVA)has been putted into the solution to improve the fiber formin
13、g propertyThe changing of viscosity is used to indicate the extent of reaction qualitative The stabilization of difierent formula ratio solution under difierent temperatures has been studied by orthogonal design of experimentsThe solution ismore stable and the WAP is relatively high when PVA：fAA+AM+
14、HMK+NaOH)=045 The temperature of spinning is about 3540，The multiple of fibre pulling is about 57 timesThe asspun fibre of SAF has been prepared by solution spinningwith the acetone being taken as coagulating bathThe as-spun fibre has been treated in 90for天津工业大学硕士论文高吸水树脂及纤维的制各与剐f究13 hours or in 150。
15、C for 515 minutesThe WAP ofthe SAF is 759僖Lastly，DSC，Xray diffraction analysis，SEM，the electronically strength analysisapparatus of fiber,have been used to detect the property of SAP or SAFThe width ofthe Tg space in the DSC graph shows that the crosslingked density is different in each part of the SAP and SAFIn nitrogen the macromolecule dissolve at 280。C
