反相懸浮法制備丙烯酸類吸水性樹(shù)脂課程設(shè)計(jì)

1、xx學(xué)校專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)題 目： 反相懸浮法制備丙烯酸類吸水性樹(shù)脂 及其性能研究 學(xué) 院： 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè):高分子材料與工程 班級(jí): 學(xué)號(hào): 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成日期： 2015年3月20日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)學(xué)院： 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)： 高分子材料與工程 班級(jí)： 姓名： 同組人員姓名： 一 課程設(shè)計(jì)題目： 反相懸浮法制備丙烯酸類吸水性樹(shù)脂及其性能研究二 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求：1.查閱文獻(xiàn)資料，了解聚丙烯酸類吸水性樹(shù)脂的研究進(jìn)展，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提交開(kāi)題報(bào)告；2.以反相懸浮法制備聚丙烯酸鈉吸水性樹(shù)脂，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)探索實(shí)驗(yàn)條件，作好實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)真實(shí)記錄并及時(shí)小結(jié)分析；3.精選

2、實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行吸水性能測(cè)試，并進(jìn)行有關(guān)表征；4.歸納、分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)論文；三課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排： 3 月 9 日至 3 月 21 日第 2 周查閱文獻(xiàn)，了解聚丙烯酸類吸水性樹(shù)脂的研究進(jìn)展，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)研究。第 3 周繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，精選實(shí)驗(yàn)樣品并進(jìn)行測(cè)試，歸納總結(jié)寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)論文。四 主要參考資料：指導(dǎo)教師： 教研室主任： 教學(xué)副院長(zhǎng)： 2015年 3 月 5 日目 錄1 實(shí)驗(yàn)部分-11.1 試劑-11.2 儀器-11.3 實(shí)驗(yàn)步驟-11.4吸水率測(cè)定-22 結(jié)果與討論-22.1 原料配比對(duì)聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂吸水性能的影響-22.1.1 引發(fā)劑對(duì)丙烯酸類吸水性

3、樹(shù)脂吸水性能的影響-22.1.2 交聯(lián)劑對(duì)丙烯酸類吸水性樹(shù)脂性能的影響-33 結(jié)論-34 參考文獻(xiàn)-4前言高吸水樹(shù)脂是一種新型的功能高分子材料,結(jié)構(gòu)為經(jīng)適度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)。高吸水樹(shù)脂能在短時(shí)間內(nèi)吸收自重幾百倍甚至幾千倍的水，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用品、醫(yī)療衛(wèi)生等方面具有廣泛用途。高吸水樹(shù)脂的研究的突破始于60年代，在日本、歐美發(fā)展很快，并在70年代相繼進(jìn)入工業(yè)化。我國(guó)高吸水性樹(shù)脂的研究開(kāi)始于八十年代初，雖然起步較晚但發(fā)展很快，1982年中科院化學(xué)研究所黃美玉等7在國(guó)內(nèi)最先合成了聚丙烯酸鹽類的高吸水性樹(shù)脂。1996年全國(guó)已有6家廠投入生產(chǎn)，最大生產(chǎn)能力為500T/a，全國(guó)高吸水性樹(shù)脂的生產(chǎn)能力達(dá)到60

4、00T/a。我國(guó)高吸水性樹(shù)脂的消費(fèi)始于1991年，部分獨(dú)資或合資企業(yè)引進(jìn)護(hù)翼衛(wèi)生巾生產(chǎn)線。1993年引進(jìn)尿褲生產(chǎn)線后用量不斷增加，1994年的用量約為1300T 。1998年消費(fèi)量約6000T。同國(guó)外相比，我們無(wú)論從技術(shù)上還是規(guī)模上都有較大的差距。國(guó)內(nèi)高吸水性樹(shù)脂產(chǎn)品大都依靠進(jìn)口，但是隨著國(guó)內(nèi)改革開(kāi)放的深入，人民生活水平的提高，尤其是一次性個(gè)人衛(wèi)生用品的普及和西部大開(kāi)發(fā)的需求，對(duì)高吸水性樹(shù)脂的需求量將會(huì)大大增加。高吸水性樹(shù)脂由于它良好的吸水性能，在很多方面都有很重要的應(yīng)用，因此對(duì)它的研究有很高的使用價(jià)值，也會(huì)給生產(chǎn)生活帶來(lái)很多實(shí)際的效益，因此對(duì)高吸水性樹(shù)脂的研究受到很多人的重視。目前

5、對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)在高吸水性樹(shù)脂的研究方面還不都成熟，有很多高吸水性樹(shù)脂還依靠進(jìn)口，所以對(duì)高吸水性樹(shù)脂的研究將會(huì)有廣闊的發(fā)展情景1 試驗(yàn)部分1.1試劑單體：丙烯酸（化學(xué)純）；中和劑：氫氧化鈉（化學(xué)純）；引發(fā)劑：過(guò)硫酸鉀（分析純）；交聯(lián)劑：N,N-2亞甲基雙丙烯酰胺（分析純）；分散劑：Span260（分析純）；溶劑：環(huán)己烷（工業(yè)級(jí)）；1.2儀器三口燒瓶，攪拌器，回流冷凝器，溫度計(jì)，燒杯，玻璃棒，表面皿1.3實(shí)驗(yàn)步驟在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶中加入分散劑0.2g和一定量的溶劑環(huán)己烷，水浴加熱到45，攪拌30min使分散劑充分溶解。用一小燒杯稱取丙烯酸10ML,然后用濃度為7.5mol/L的

6、氫氧化鈉水溶液中和至pH為7，冷卻后依次加入定量的引發(fā)劑和交聯(lián)劑。將上述混合物攪拌至混合均勻、充分溶解后加入三口燒瓶，升溫到75攪拌反應(yīng)1.5h，將反應(yīng)混合物冷卻、抽濾、真空干燥后，測(cè)定其吸水性能。1.4吸水率測(cè)定吸水率（gg）=(吸水后樹(shù)脂重量-樹(shù)脂干重量)樹(shù)脂干重量2 結(jié)果與討論2.1原料配比對(duì)丙烯酸類高吸水性樹(shù)脂吸水性能的影響 表1 序號(hào)單體（mL）溶劑（mL）分散劑（g）引發(fā)劑(g)交聯(lián)劑(g)樹(shù)脂干重(g)吸水后樹(shù)脂重量(g)吸水率中和度110100.20.10.24.5142.3630.647210100.20.150.22.178.2836.287310100.20.20.21.

7、679.2148.517410100.20.250.21.036.4835.487510100.20.30.21.3141.3330.557610100.20.20.11.5453.3133.627710100.20.20.151.878.6442.697810100.20.20.21.2664.3550.077910100.20.20.251.4359.6740.7371010100.20.20.32.2679.4934.1772.1.1 引發(fā)劑對(duì)丙烯酸類吸水性樹(shù)脂性能的影響 圖1 引發(fā)劑用量與吸水倍率關(guān)系曲線圖引發(fā)劑用量對(duì)高吸水樹(shù)脂的影響如圖1所示,在引發(fā)劑用量在0.10.3的范圍內(nèi),當(dāng)引

8、發(fā)劑用量為0.2g時(shí)，樹(shù)脂的吸水能力最強(qiáng) ，引發(fā)劑用量小于0.2 g時(shí),樹(shù)脂的吸水能力隨引發(fā)劑用量的增加而增加,超過(guò)0.2g后反而出現(xiàn)下降。這是由于當(dāng)引發(fā)劑用量較少時(shí)，引發(fā)劑分解速率較低，鏈引發(fā)反應(yīng)緩慢，在一定的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，交聯(lián)劑反應(yīng)不易進(jìn)行，得到的樹(shù)脂平均相對(duì)分子質(zhì)量比較小，吸水速率慢，吸水率低；當(dāng)引發(fā)劑用量較大時(shí)，引發(fā)劑的分解速率較大，聚合反應(yīng)總速率較大，得到的樹(shù)脂平均相對(duì)分子質(zhì)量較大，產(chǎn)物吸水率較低。2.1.2 交聯(lián)劑對(duì)丙烯酸類吸水性樹(shù)脂性能的影響 圖2 交聯(lián)劑用量與吸水倍率關(guān)系曲線圖交聯(lián)劑用量對(duì)高吸水樹(shù)脂的影響如圖1所示,在交聯(lián)劑用量在0.10.3的范圍內(nèi),當(dāng)交聯(lián)劑用量為0.2g時(shí)，樹(shù)

9、脂的吸水能力最強(qiáng) ，交聯(lián)劑用量小于0.2 g時(shí),樹(shù)脂的吸水能力隨交聯(lián)劑用量的增加而增加,超過(guò)0.2g后反而出現(xiàn)下降。這是由于當(dāng)交聯(lián)劑用量較少時(shí)，交聯(lián)劑濃度低，不能使聚合物形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，宏觀上表現(xiàn)為水溶性。隨交聯(lián)劑濃度的增加，聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)趨于完善，吸水率提高，而且所形成的吸水樹(shù)脂在其吸水后的膠凝強(qiáng)度也有所改善。在交聯(lián)劑增加到0.2g之后，再增加交聯(lián)劑濃度時(shí)，吸水率下降，這是由于交聯(lián)劑用量較多，聚合物離子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)點(diǎn)越多，交聯(lián)密度高，分子鏈的溶脹受到約束，從而使吸水率下降。 3結(jié)論對(duì)以上的數(shù)據(jù)以及圖表分析與討論，可得出采用反相懸浮法制備丙稀酸類吸水性樹(shù)脂的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：m(單體)m(引發(fā)

10、劑)m(交聯(lián)劑)10522，單體中和 度為7，在此條件下合成的丙烯酸類吸水性樹(shù)脂吸水率（50.07gg）最高。4 參考文獻(xiàn)【1】潘祖仁.高分子化學(xué)（增強(qiáng)版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.2：272-274.【2】丁偉；丙烯酰胺類聚合物合成及性能研究D；大慶石油學(xué)院；2006年【3】林偉雄，王基偉.高吸水性樹(shù)脂的合成與應(yīng)用J .高分子通報(bào)，2000，（2）8593. 設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ): 指導(dǎo)老師： 年 月 日 設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定： 備注： 化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分表（)專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)_ _評(píng)價(jià)單元評(píng)價(jià)要素評(píng)價(jià)內(nèi)涵滿分評(píng)分知識(shí)水平30%文獻(xiàn)查閱與知識(shí)運(yùn)用能力能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料，并能合理地運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)之中；能將所學(xué)課程（專業(yè)）知識(shí)準(zhǔn)確地運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)之中，并歸納總結(jié)本課程設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)課程知識(shí)20課程設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)能力課程設(shè)計(jì)整體思路清晰，課程設(shè)計(jì)方案合理可行10說(shuō)明書(shū)質(zhì)量50%文題相符與課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目相符，內(nèi)容與文題相符5寫(xiě)作水平整體思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，層次分明，語(yǔ)言表達(dá)流暢，綜合概括能力強(qiáng)30寫(xiě)作規(guī)范符合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的基本要求，用語(yǔ)、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及各種資料引用規(guī)范（符合標(biāo)準(zhǔn)）；符合課程設(shè)計(jì)規(guī)定字?jǐn)?shù)15學(xué)習(xí)表現(xiàn)20%工作量課程設(shè)計(jì)