素素V587
高吸水性树脂的应用不应该只限于作为卫生用品材料等,它也可以应用于固定酶,还可用于色谱和传感器。因此根据它所具有的特殊作用来探索其新用途,并应用于高科技领域将会迎来又一个销售高峰。吸水机理?高吸水性树脂的分类 我所研究的那一类是?具体一点我在这次实验中所要解决(或研究)的问题是?本设计的实验方案是?三、 文献综述1.国外发展情况 早在1958年,美国的迈诺和凯塞曼就研究了以硝酸铵为引发剂,将丙睛接枝到多糖上的反应。1974年美国农业部北方研究中心进一步研究并推广了此技术。此后世界各国对高吸水性树脂的品种,制造方法,性能和应用等方面进行了大量的研究,其中成效最大的是美国和日本。1975年美国研究开发成功淀粉—聚丙烯酸系高吸水性树脂并进入市场,从此高吸水性树脂便逐渐形成一个独立新兴的科研领域。对它的研发工作方兴未艾,尤其是日本后来居上。首先是日本三洋化成公司考虑到丙烯睛单体残留在聚合物中有毒性、不安全,于80年代提出了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理,合成非离子型高吸水性树脂,其吸水性能力为2000倍,从而打开了合成非离子型高吸水性树脂的大门。对高吸水性树脂的应用研究是美国UCC公司最早(1973年)开始的,但是日本在1978年批准了高吸水性树脂应用于卫生用品,并最先(1981年)将它大规模地用于卫生用品。用它制作的卫生巾、纸尿布等不仅重量轻、吸液量大、保水性好,而且安全无毒,因此深受广大消费者的欢迎。由于日本、欧美等国纸尿布的迅速普及,高吸水性树脂的用量也相应猛增,各生产公司一方面竞相采用不同的原料、不同的合成工艺和合成方法,另一方面则纷纷扩大装置,提高生产能力。1980年全世界高吸水性树脂生产能力不足5kt/a;1989年,生产能力达到了207kt/a;1994年则达450kt/a;1996年高达846kt/a,开始出现供过于求的现象。针对这一状况,日本、欧美各高吸水性树脂大公司,一方面努力开拓国内市场,提高产品普及率,积极开拓新的应用领域。如日本用高吸水性树脂改造沙漠。另一方面,他们纷纷把目光投向国外市场。如今的日本,高吸水性树脂工业主要依赖高增长出口,这已成为其发展主要动力。从上述过程来看,日本在高吸水性树脂原料、工艺创新和应用方面大有后来居上的派头。 2000年全世界高吸水性树脂生产能力已超过1000kt/a,并以7~8%的速度递增。2.国内发展情况我国从80年代初开始了对吸水性树脂的研究工作,1985年北京化工研究院申请了国内第一项吸水性树脂专利,随后有二十多家科研单位从事此类产品的研究。约有20家企业建立了中试及小试生产装置,如:北京化学研究院、长春应化所、北京化学所、兰州化物所、抚顺化验院、吉林石化所、黑龙江石化所等。1994年无锡市海龙公司首先建立千吨级生产装置,吴江市浦江树脂厂、保定市科瀚树脂厂、唐山市博亚公司、吉林梨树酿酒总厂、廊坊广润化工公司、黑龙江北安旭光化工总厂等先后建成百吨至千吨级装置。1998年全国生产能力为6000t,实际产量1200t,科瀚厂首批出口2t。我国从20世纪80年代开始对高吸水性树脂进行研究,至今已有几十家单位从事高吸水性树脂的研究。自1991年开始使用吸水性树脂,1994年的用量约为1300t,1998年消费量约为6000t,2000年达到10000t。目前国内所需的吸水性树脂大部分从国外进口,特别是广东、福建、上海、山东等沿海地区和中外合资卫生制品公司。有消息报道,沿海地区通过各种渠道每年进口量可达万t,进口售价为万~万元/t。国内吸水性树脂的生产成本一般在万~万元/t,市场售价为万~万元/t。目前,高吸水剂还处于起步发展阶段,尤其在基础理论方面研究还较少,国内众多文献还多只集中于研究其合成及其吸纯水性能,对树脂在盐溶液中吸收性能的研究则很少,尤其是吸水性树脂在吸水后的性能研究则更加欠缺。3.吸水机理高吸水性树脂在水中的溶胀过程,实际上是两种相反趋势的平衡过程。溶剂力图渗入高吸水性树脂的内部,.使树脂体积膨胀,引起树脂的伸展;交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象嫡,引起了分子网格的弹性收缩力,力图使交联网格收缩。当这两种相反倾向相互抵消时,就达到了溶胀平衡。高吸水性树脂是由三维空间构成的高聚物,它的吸水既有物理吸附,又有化学吸附。当水与高聚物表面接触时,有三种相互作用:一是水分子与高分子电负性强的氧原子形成键结合;二是水分子与疏水基团的相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用。高吸水性树脂在结构上是轻度交联的空间网络结构。由化学交联和树脂分子链间的相互缠绕的物理交联构成。吸水前,高分子长链相互靠拢缠在一起,彼此交联形成网状结构,从而达到整体上的紧固程度。高吸水性树脂可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。在这种离子网络中,存在着高分子电解质的离子组成的可移动的离子对。高吸水性树脂的吸水过程是一个很复杂的过程。吸水前,高分子网络是固态网束,未电离成离子对。当遇水时,亲水基与水分子的水合作用使高分子网束张展,产生网络内外离子浓度差。如高分子网络结构中有一定数量的亲水离子,就会在网络结构内外产生渗透压,水分子因渗透压作用向网络结构内渗透。同理,被吸附水中含有盐时,渗透压降低,吸水能力随之降低。由此可见,高分子网结构的亲水基离子是不可缺的,它起着张网作用,同时产生渗透功能。亲水离子对是高吸水性树脂能够完成吸水全过程的动力因素。高分子网结构持有大量的水合离子是影响高吸水性树脂吸水能力、加快吸水速度的另一个因素。4.高吸水性树脂的分类按原料来源分为:淀粉系高吸水性树脂、纤维素系高吸水性树脂、合成系高吸水性树脂、蛋白质系高吸水性树脂、共混与复合系高吸水性树脂、其他天然高分子化合物及其衍生物系高吸水性树脂。本论文中是以膨润土、丙烯酸、丙烯酰胺合成高吸水性树脂,属于共混与复合系高吸水性树脂。 5.高吸水性树脂的发展趋势随着高吸水性树脂性能的提高,应用范围也大大拓宽。它可以作为土壤保水剂应用在农、林方面,在土壤中添加少量的高吸水性树脂可以提高某些豆类的发芽率和抗旱能力,并能增加土壤的透气性;它可以作为增稠剂用于化妆品的乳液中,加入少量将使乳液粘度增加很大;它可以作为高吸水剂应用于纸尿布、卫生巾等卫生用品中,能抑制由于外压而逆渗出水现象的出现;它可以作为防雾薄膜、抗结露薄膜应用于新的包装材料,可以使食品保持应有的鲜度;它可以作为工业用脱水剂用于除去油和有机溶剂中的水分;它可以作为药物缓释剂应用于医学领域,有效控制药物释放;由于高吸水性树脂还具有无毒和可生物降解等优点,它将会愈来愈多的应用于工业、农业、医疗卫生和日常生活的各个领域。四、 拟解决的关键问题本论文以丙烯酸、丙烯酞胺和膨润土为主要原料,环己烷为分散介质,利用反相悬浮聚合的方法合成膨润土/聚丙烯酸钠/丙烯酞胺复合型的高吸水性树脂。具体的研究内容如下:(1)以丙烯酸、丙烯酞胺和蒙脱土矿物为主要原料,环己烷为分散介质,利用反相悬浮聚合的方法合成聚丙烯酸钠/丙烯酞胺/蒙脱土复合型的高吸水性树脂。(2)对丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、单体用量配比、膨润土(钠基的和有机的)用量、温度等对产物吸水性能的影响进行了研究。(3)对最佳条件下所制得的产品进行吸液性能测试,主要是吸煤泥水倍率、重复吸水能力、恒定温度下保水能力测试等。
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1、树脂外观:绝大部分是水白透明,少量特殊单体改性的呈淡黄色。 2、固体含量:以50%、55%、60%、65%、70%的居多,根据用户求可制成不同的固体含量。 3、粘度:粘度大小体现分子量大小,一般来说,为了保证树脂制漆后的性能,热塑性树脂粘度应大些;羟基热固性树脂粘度应小些,粘度的控制完全取决树脂的用途和性能要求。如罩光漆用树脂,粘度应比较小,光泽丰满度好;快干底漆或哑光漆用树脂,分子量要大,粘度做得很高。近年来不少用户只追求眼前利益,希望把树脂粘度做得越大越好,这样可多加溶剂,降低油漆成本,其结果是漆膜流平不好、光泽度差、油漆固含量降低,溶剂加量过多影响VOC值,不利于环保要求。 4、羟基含量:羟基型或热固性丙烯酸树脂含有羟基基团,其羟基含量大小对双组份固化型或氨基烘烤型涂料的交联密度影响很大。羟基含量大,交联密度大,漆膜性能、物理性能、化学性能均佳,但过大则固化剂用量大,成本高。羟基含量小,漆膜交联密度小,又降低了漆膜的防腐性能。所以羟值的含量应该是控制在合适的范围之内,我公司的众多品种的树脂羟基含量一般在之间。 5、酸值:树脂的不同用途对酸值的要求也相当严格。如铝粉漆用树脂要求酸值越低越好,避免铝粉与树脂中酸反应影响漆膜的白度。一般铝粉漆用树脂酸价控制在4mgKOH/g以下,常规的丙烯酸树脂酸值应在5~10mgKOH/g为宜。氨基烘烤漆用树脂若酸价太低,则在原烘烤温度条件下影响干率,必须适当提高烘烤温度或延长烘烤时间,相反酸值较高可以提高干率。 6、Tg值(玻璃化温度):Tg值的高低反映出聚合物柔软性或硬脆性。Tg值太低,干性不好,硬度低,夏天会回粘;Tg值太高,干性快,流平不好,硬度高,漆膜脆性性大,冬天易龟裂。树脂的Tg值应按产品的要求特点设计最佳的Tg值。有时候可以选择不同Tg值的树脂搭配使用。取长补短,达到产品的要求。 7、溶剂体系:溶剂对漆膜性能影响很大,不同的溶剂有不同的溶解力和挥发率,选择不同的溶剂搭配使用,调整合理的溶解力和挥发梯度,可减少漆膜毛病,甚至可以提高漆膜光泽丰满度。在与固化剂的配方中,要根据丙烯酸树脂中羟基含量与固化剂NCO含量来配比,做到反应完全.
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丙烯酸 中文名称: 丙烯酸 英文名称: acrylic acid 英文名称2: propenoic acid CAS No.: 79-10-7 分子式: C3H4O2 结构简式:CH2CHCOOH 分子量: 理化特性 主要成分: 含量≥%。 外观与性状: 无色液体,有刺激性气味。 熔点(℃): 14 沸点(℃): 141 相对密度(水=1): 相对蒸气密度(空气=1): 饱和蒸气压(kPa): (℃) 燃烧热(kJ/mol): 辛醇/水分配系数的对数值: (计算值) 闪点(℃): 50 引燃温度(℃): 438 爆炸上限%(V/V): 爆炸下限%(V/V): 溶解性: 与水混溶,可混溶于乙醇、乙醚。 主要用途: 用于树脂制造、合成橡胶乳液制造等领域。 甲基丙烯酸的侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:本品对鼻、喉有刺激性;高浓度接触可能引起肺部改变。对皮肤有刺激性,可致灼伤。眼接触可致灼伤,造成永久性损害。 慢性影响:可能引起肺、肝、肾损害。对皮肤有致敏性,致敏后,即使接触极低水平的本品,也能引起皮肤刺痒和皮疹。 急性毒性:LD501600mg/kg(大鼠经口);500mg/kg(兔经皮) 亚急性和慢性毒性:大鼠吸入,5小时,5次,出现鼻眼刺激,体重减轻,血与尿检验正常,解剖内脏正常。 致突变性:DNA损伤:大肠杆菌50umol/L。 甲基丙烯酸的危险特性:遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热,可能发生聚合反应,出现大量放热现象,引起容器破裂和爆炸事故。 燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。 燃爆危险: 本品易燃,具腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。 危险特性: 易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热,可发生聚合反应,放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸。 丙烯酸在工业上主要用来生产丙烯酸酯类(树脂),占丙烯酸总消费量的62%左右,应用于建筑、造纸、皮革、纺织、塑料加工、包装材料、日用化工、水处理、采油、冶金等领域。丙烯酸在精细化工领域占有相当重要的地位。用丙烯酸生产的聚丙烯和丙烯酸共聚物,被用作分散剂、絮凝剂和增稠剂等。到70年代后期,聚丙烯和丙烯酸共聚物又应用于高吸水树脂和助洗涤剂。 丙烯酸树脂广义上讲是(甲基)丙烯酸及衍生物的均聚物和共聚物的统称,均聚物有:聚(甲基)丙烯酸及其盐、聚(甲基)丙烯酸甲醋、丁醋,聚丙烯酰胺,聚丙烯腈等,还按不同用途选定不同单体及比例共聚可获得更多共聚物品种。狭义丙烯酸树脂主要指聚甲基丙烯酸及其盐,是一种聚电解质,其性质受PH值影响。不同聚合方式可得固态、溶液、乳胶等不同形态的树脂。适用多种用途。丙烯酸纤维绝大部分用于加工服装、装饰制品、人造毛皮等纺织品,工业和其它领域的用量很少。目前棉型丙烯酸纤维需求约占总量的29%左右,主要用于生产纺织纱线和布;毛型纤维多用于加工绒线、仿毛地毯、人造毛皮等。丙烯酸加入大理石粉(碳酸钙粉)就是白色涂料。 防护措施 工程控制:生产过程密闭,加强通风 呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或直接式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,佩戴自给式呼吸器 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护 身体防护: 穿橡胶耐酸碱服 手防护:戴橡胶耐酸碱手套 其他防护:工作场所禁止吸烟、进食和饮水,饭前要洗手 生产厂家:江苏裕廊 包装与储运 包装方法:塑料桶(胆)外钢塑复合桶;安瓿瓶外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。 包装类别: O52 储运注意事项:铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。运输时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、碱类、食用化学品等混装混运。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过5℃(装于受压容器中例外)。库内湿度最好不大于85%。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、碱类分开存放,切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料 泄漏处置和废弃 泄漏处置方法:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置 废弃方法:用焚烧法处置。
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结束语 总结你所设计的优点和特点,也可以提出待解决的问题。