利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，由腈纶废丝水解物、丙烯酰胺及丙烯酸酯共聚制得。本发明专利技术所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，充分利用废料，节能环保，树脂的吸水率和凝胶强度得到明显的提高；同时本发明专利技术提供了一种简单便捷的制备方法。供了一种简单便捷的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂及其制备方法，属于高分子材料


技术介绍

[0002]高吸水性树脂(简称SAP)是一种具有网状结构和低交联度亲水性高分子化合物，具有不溶于水和油的特性，但却能吸收高达自身重量百倍甚至千倍以上的水，并且吸水速率很快，不易失水，即使加压树脂内水分也不会析出，保水能力强。
[0003]高吸水性树脂自上世纪五、六十年代Flory理论建立以来，国内外至今已发展成多种类、多用途、产量巨大、理论研究深入的一门学科，其产品主要有：非离子、阴离子、阳离子、两性离子及多种亲水基团五大系列，有磺酸型、羧酸型、磷酸型、叔胺、季铵、酰胺、醚类、淀粉及其它们的组合型，最高吸水率产品可达到5000g/g吸水倍数。广泛应用于农林园艺、医药、生理卫生产品、建筑、消防材料、日用化学品、造纸、油田化学品等众多行业。上述五大系列吸水性树脂所用原料主要是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸钠、磺酸盐、叔胺盐、季铵盐、淀粉等。
[0004]基于聚丙烯腈可水解成聚丙烯酰胺及聚丙烯酸(钠)机理，而腈纶废丝成分是聚丙烯腈，这就为腈纶废丝的处理与应用提供了理论依据。腈纶生产过程不免会产生诸如废丝、废聚丙烯腈粉、粒料等约占聚丙烯腈总量1％不易处理，且污染环境的下脚料，将该下脚料经水解后可合成多种高分子材料，其中将腈纶废丝水解后制成高吸水性树脂，是变废为宝行之有效的办法。
[0005]周国伟在《腈纶废丝的水解及其应用》中提到了腈纶废丝的水解方法，水解后可制成絮凝剂、堵水剂、粘合剂及高吸水性树脂等。该制备吸水剂过程交联前需要调节PH值。
[0006]李留忠在《用废腈纶制备高分子增稠剂》讨论了腈纶废丝水解的最优工艺条件且成功进行了工业生产。由于作为增稠剂使用，其分子量要求较高，而废腈纶的分子量往往偏低，需要扩链提高分子量，因此利用废腈纶制备增稠剂比较困难。
[0007]李登好《腈纶废丝制备高吸水性树脂》中制备了480
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500g/吸水率、吸盐水61g/g(0.9％盐水)的树脂。但该制备方法中交联剂加入前需用盐酸调节水解产物的PH值6
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7，不但繁琐，且现在盐酸属于易制毒试剂，已不提倡使用，一旦水解不完全，过量的碱就会影响交联反应的进行，从而影响产品性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，其充分利用废料，节能环保，树脂的吸水率和凝胶强度得到明显的提高；同时本专利技术提供了一种简单便捷的制备方法。
[0009]本专利技术所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，由腈纶废丝水解物、丙烯酰胺及丙烯酸酯共聚制得。
[0010]所述腈纶废丝水解物(PAAM)的制备过程如下：
[0011]将腈纶废丝用蒸馏水洗净，剪碎，与碱、水按一定比例混合，加入烧瓶内，利用水浴升温至指定温度，水解反应一定时间即得。
[0012]优选的，腈纶废丝与碱、水的质量比为1：0.5
‑
1.0：5
‑
10。
[0013]优选的，水解反应温度为80
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95℃，反应时间为4
‑
10小时，得到质量浓度13
‑
23％的腈纶废丝水解物。
[0014]所述腈纶废丝为腈纶生产过程产生的无利用价值的长、短丝，纺织厂废弃的腈纶废丝，或者聚丙烯腈废弃料皆可用作本专利技术水解原料。
[0015]所述丙烯酸酯优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等酯类，进一步优选为醋酸乙烯酯。
[0016]所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)将腈纶废丝水解物(PAAM)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸酯、交联剂和水，加入带有搅拌及恒温水浴加热的反应器内，开动搅拌，吹氮气除氧，升温到指定温度后，加入引发剂开始共聚合反应。随着聚合反应的进行，聚合体系粘度变大，停止搅拌和氮气，反应平稳进行，一定时间反应完成后得到弹性水溶胶。
[0018](2)将该水溶胶绞碎、造粒、烘干、粉碎、过筛，得到一定目数的白色粉粒，得到所述的高吸水性树脂，测试产品的吸水率、吸水后凝胶强度。
[0019]本专利技术所述的共聚为采用水溶液聚合，属于自由基聚合范畴。
[0020]优选的，腈纶废丝水解物、丙烯酰胺、丙烯酸酯的质量比为(5
‑
9):(1
‑
5):(1
‑
3)，以干基计量，其余为蒸馏水，总体系质量浓度为20
‑
30％。
[0021]优选的，交联剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，加入量为占单体总质量的0.01
‑
0.1％。
[0022]优选的，引发剂为过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠
‑
偶氮二异丁脒盐酸盐(V
‑
50)复合引发剂，其中三种引发剂配比为1:1:10，加入量分别占单体总质量的0.01
‑
0.05％，0.01
‑
0.05％，0.1
‑
0.5％。
[0023]优选的，聚合反应的起始温度为10
‑
60℃，聚合反应时间为4
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8小时。
[0024]优选的，水溶胶烘干温度为60
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90℃，以产品固含量92
‑
96％为标准调节烘干时间，最终产品粒度为80
‑
100目。
[0025]本专利技术考虑到单纯用废腈纶制备高吸水性树脂，不仅最终产品吸水性能达不到较高要求，且在水解反应过程过量的碱不易除掉，也不能简单地利用目前基本上禁用的盐酸、硫酸等来中和，增加了能提高分子量且极易水解的丙烯酰胺，来中和掉过量的碱，简化了制备工艺，加之疏水单体丙烯酸酯保证高吸水剂的抗压强度，使产品性能指标大大提高。
[0026]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术利用腈纶生产过程产生的腈纶废丝，经水解后与丙烯酰胺、丙烯酸酯共聚，制备出了吸水率高、吸水后形成的水凝胶强度高的高吸水性树脂；
[0028](2)本专利技术使腈纶生产过程形成的下脚料腈纶废丝得到了二次利用，同时由于疏水单体醋酸乙烯酯的加入，低温复合引发剂引发共聚，提高了树脂的吸水率和凝胶强度；
[0029](3)本专利技术制备的树脂可用于农业土壤保水及干旱地区林木绿化等方面，使不易处理的腈纶废丝得到了有效利用。
具体实施方式
[0030]下面通过具体实施例详述本专利技术，但本专利技术不局限于这些实施例。
[0031]试验中所用丙烯酰胺(AM)、醋酸乙烯酯(VAc)单体皆为聚合级，去离子水电导率≤5μs/
㎝
，交联剂及引发剂皆为分析纯试剂，氮气为高纯氮。
[0032]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，其特征在于：由腈纶废丝水解物、丙烯酰胺及丙烯酸酯共聚制得。2.根据权利要求1所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，其特征在于：腈纶废丝水解物的制备过程如下：将腈纶废丝用蒸馏水洗净，剪碎，与碱、水按一定比例混合，加入烧瓶内，利用水浴升温至指定温度，水解反应一定时间即得。3.根据权利要求2所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，其特征在于：腈纶废丝与碱、水的质量比为1：0.5
‑
1.0：5
‑
10。4.根据权利要求2所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂，其特征在于：水解反应温度为80
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95℃，反应时间为4
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10小时，得到质量浓度13
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23％的腈纶废丝水解物。5.一种权利要求1
‑
4任一所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将腈纶废丝水解物、丙烯酰胺、丙烯酸酯、交联剂和水，加入带有搅拌及恒温水浴加热的反应器内，开动搅拌，吹氮气除氧，升温到指定温度后，加入引发剂开始共聚合反应；(2)反应完成后得到弹性水溶胶，将该水溶胶绞碎、造粒、烘干、粉碎、过筛，得到所述的高吸水性树脂。6.根据权利要求5所述的利用腈纶废丝制备的高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：腈纶废丝水解物、丙烯酰胺、丙烯酸酯的质量比为(5
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭卫东，车万里，张磊，张立红，鲍春伟，裴小静，袁锦慧，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，
类型：发明
国别省市：