【正文】 高其凝膠強度等。 殼聚糖類 殼聚糖成膠成膜性好，具有很好的生物兼容性和可生物降解性，且具有抗菌防霉、吸濕保濕、治傷、抗凝血等性能，使其成為藥物制劑研究的熱點。今后應(yīng)在基礎(chǔ)理論方面下功夫，進而指導(dǎo)工作的方向。 本文研究內(nèi)容 (1)本文以 AMPS、 CTS、 MA為單體， NMBA 為交聯(lián)劑， APS 為引發(fā)劑，采用紫外固化法合成了高吸 水樹脂，并通過單因素實驗得出了最佳的合成條件。 按下式計算樹脂的吸液率： 吸液率 （ g/g） =(m1m2)/m2 m1 —— 濕樹脂的質(zhì)量 m2 —— 干樹脂的質(zhì)量 紅外表征 紅外與拉曼光譜是分子光譜， 用于研究分子的振動能級躍遷，是有機功能團鑒定及結(jié)構(gòu)研究的常用方法。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 13 4:1 6:1 8:1 10:1 14:1 15:1 18:1280300320340360380400420440460480 Q/AMPS/MA 圖 4 AMPS 含量對樹脂吸水率的影響 從圖 4 可知，當(dāng) n（ AMPS） ： n（ MA） = 14： 1時，樹脂吸水率最大。 1 2 3 4 5 6330340350360370380 Q/pH 圖 6 pH對樹脂吸水率的影響 從圖 6可知，當(dāng)體系 pH為 3時，合成的 CTS/ AMPS/MA 樹脂的吸水率最高，隨著 PH 的增大，樹脂的吸水率先增大后減小。 交聯(lián)劑對樹脂吸水率的影響 取固化時間 t=5min，改變體系的交聯(lián)劑用量，其他反應(yīng)條件同 ，交聯(lián)劑用量對樹脂吸水率的影響如圖 8。 樹脂的性能 測試 樹脂的吸水速率 在最佳配比條件下，稱取 樹脂放入盛有水的燒杯中，測不同時間的吸水率。 吸鹽率測定 表 3 不同溶液中的吸水倍率 溶液 蒸餾水 自來水 NaCl () NaCl () CaCL2 () FeCL3 () 吸水率 555 107 不同濃度和 價 態(tài)的鹽離子濃度同樣影響著吸鹽速率，從表 3 可以看出 Na+濃度增大時吸水倍率減小 ，這是由于當(dāng)離子強度增大，吸水樹脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與外界溶液的滲透壓減小，降低了吸水率。從圖中可以看出，合成樹脂的熱重曲線分三個階段，第一階段可 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 能是過多結(jié)構(gòu)水和小分子齊聚物殘留的緣故，使樹脂在 150℃以前有 8%的失重；隨著溫度上升， TGA 曲線急劇下降，說 明在此階段樹脂分子基本完全分解，此時分解溫度為 307℃左右，最大失重為 30%；第三階段，失重量較小，可能是體系中羧酸鈉鹽和磺酸鈉鹽等灰分進一步分解引起的，通過引入 AMPS 耐熱性好的單體，殼聚糖系高吸水樹脂的熱穩(wěn)定性提高，在 307℃之前可以適應(yīng)較高的溫度 [38]。還要感謝和我共同學(xué)習(xí)的同學(xué)們，對同學(xué)給我的幫助表示誠摯的感謝，感謝他們在學(xué)習(xí)中給予我的幫助和支持。 2 .通過做單因素試驗以及對其比較與分析，可以得出可能的最佳條件為：n(AMPS)： n(MA)= 14:1，ω (CTS)＝ 2%， pH=3，ω (NMBA)= %，ω (APS)=%，固化時間 t=5min，合成的高吸水性樹脂吸水倍率達(dá)到 555 倍。從圖中曲線還可以看出，樹脂的質(zhì)量損失速率逐漸減小最后趨于平穩(wěn)，因為樹脂吸收的水分為自由水﹑束縛水﹑和結(jié)合水 3種。其中 :k 為吸水速率常數(shù)； eQ 為平衡吸水倍率； 0Q為起始吸水倍率 .以 )lg( te ? 對 t 作圖，斜率為吸水速率常數(shù) k ，然后由 (3)式可求出不同時間的吸水倍率。 250300350400450500 Q/APS/% 圖 9 引發(fā)劑對樹脂吸水率的影響 從圖 9可知，引發(fā)劑的用量對吸水樹脂吸水率的影響存在一個最大值，當(dāng)引 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 17 發(fā)劑用量為 單體總量的 %時，樹脂的吸水率最高。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 15 固化時間對樹脂吸水率的影響 pH=3，改變體系的固化時間，其他反應(yīng)條件同 ，固化時間對樹脂吸水率的影響如圖 7。 320330340350360370380 Q/CTs /% 圖 5 CTS 含量對樹脂吸水率的影響 從圖 5 可知，當(dāng) 殼聚糖用量為單體總量的 2%時，樹脂的吸水率最高。從圖中可知，隨著固含量的增加，樹脂的吸水率先增加后減小，體系的固含量為 %時，樹脂的吸水率最好。放在紫外燈下反應(yīng)一段時間后取出 , 得到白色半透明狀膠體產(chǎn)物，將其粉碎加入蒸餾水中常溫攪拌約 4h, 靜置 5h后過濾烘干即得純化產(chǎn)品。 (5)改進工藝路線。 高吸水樹脂發(fā)展展望 目前國內(nèi)外研制的各種高吸水樹脂大都對去離子水或蒸餾水有較高的吸水率，在鹽水中的吸水率卻降到 1/101/50，這就造成其在實際應(yīng)用中大打折扣 。纖維素類高吸水材料的吸水倍率相對不高，利用纖維素衍生物接枝共聚可以大大提高其吸水能力。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 7 可生物降解型天然高分子類高吸水材料 淀粉類 淀粉是一種來源廣泛，價格低廉的天然高分子物質(zhì)。超聲波是由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成的，并通過液體介質(zhì)向四周傳播。同時， UV 固化產(chǎn)品的質(zhì)量也較易得到保證。但由于其頻率與分子的轉(zhuǎn)動頻率相近，微波被極性分子吸收時，可以通過在分子中儲存微波能量與分子平動能量發(fā)生自由交換，即通過改變分子排列等焓或熵效應(yīng)來降低反應(yīng)活化能，從而改變了反應(yīng)的動力學(xué)，促進反應(yīng)進程，即所謂的“特殊效應(yīng)”或 “非熱效應(yīng)” [21]。通過傳導(dǎo)加熱合成高吸水樹脂的反應(yīng)體系主要有本體合、溶液聚合 [1516]和反相懸浮聚合 [1718]。 食品保鮮的應(yīng)用 高吸水樹脂做的保鮮材料對水果、蔬菜具有良好的保鮮效果，便于水果、蔬菜儲存及運輸。因為高吸水樹脂吸收處理體系中水分而溶脹，成為凝膠狀物質(zhì)，用簡單分離方法就可將其分離。高吸水樹脂不但可以提高吸濕能力，而且還能使衛(wèi)生巾或尿布變得更薄、更輕，使用更方便舒適。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 2 ABCW 水 分 子 A 結(jié) 合 水 B 束 縛 水 C 自 由 水高 分 子 骨 架 1 0 6 s1 0 9s1 0 1 2swww官 能 團 圖 1 樹脂吸水機理示意圖 高吸水樹脂的吸水分幾個階段。 本文采用紫外的引發(fā)方式，把 MA﹑ AMPS接枝到 CTS上合成三元共聚高吸水樹脂。采用 FTIR 和 TGA 對樹脂結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進行表征，并對其吸水速率及動力學(xué)進行分析，通過反吸液能力測定，知 CTS /AMPS/MA 樹脂具有一定的降解能力。 關(guān)鍵詞：高吸水樹脂；紫外固化；殼聚糖；馬來酸酐； 2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 II PREPARATION OF CTS /AMPS /MA COPOLYMER SUPERRABSORBENT VIA ULTRAVIOLET IRRADIATION ABSTRACT Using N,Nmethylenebisacrylmide (NMBA)as crosslinker and Ammonium persulfate (APS) as initiator , a superabsorbent resin of Chitosan (CTS) , 2 acrylamido 2methylpropanesulfonic acid (AMPS) and maleic anhydride (MA) was prepared via ultraviolet irradiation. The influences of reaction conditions on water absorbency were investigated .The results show that the optimized conditions are obtained by single factor experiments as follows: ω(monomer)=%, n(AMPS):n(MA) = 14:1, ω(CTS)＝ 2%， ω(NMBA) = %， ω(APS)＝%， the pH=3 , curing time=5min。根據(jù)文獻，荊國華 , 周作明等用溶液聚合的方法制備 MA AM PS 共聚物 [11]；丁德潤 , 劉鴻志用丙烯酰胺基甲基丙磺酸接枝殼聚糖 [12]；孔炎炎，劉延平等用殼聚糖交聯(lián)聚馬來酸酐合成高吸水樹脂 [13]。最初 階段其吸水速率很慢，因為此時的吸水是通過毛細(xì)管吸附和分散作用來實現(xiàn)的，接著水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團作用，使之發(fā)生離解，陰離子固定在高分子鏈上，陽離子則可以自由移動。高吸水樹脂凝膠用于制作的柔軟 隱形眼鏡，作為抗血栓材料，能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液，并可防止化膿的醫(yī)用繃還有人工器官，棉球和紗布等 農(nóng)林及園藝中的應(yīng)用 很早以前就有人利用水溶性高分子與土壤結(jié)合，改良土壤的團粒結(jié)構(gòu)，增加透水性、透氣性以達(dá)到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的。 如果把高吸水樹脂加入到涂料或紙漿中，制成吸水性涂料或壁紙，可以有效解決浴室、玻璃窗戶、家具表面結(jié)露現(xiàn)象，并能調(diào)節(jié)空氣濕度。高吸水樹脂和活性炭的混合物，可以吸收蔬菜、水果釋放出來的水分和有害氣體，起到防霉保鮮的作用。 本體聚合的優(yōu)勢在于反應(yīng)體系中與最終反應(yīng)產(chǎn)物組成無關(guān)的雜質(zhì)很少，一般不需要進一步純化；但傳導(dǎo)加熱工藝方法要求外部熱源必須與反應(yīng)體系緊密觸，并要求反應(yīng)體系的內(nèi)部傳熱迅速 均勻，這在實驗室反應(yīng)規(guī)模的情況下較易控制，而在大規(guī)模生產(chǎn)時，由于自由基聚合為放熱反應(yīng)，并且反應(yīng)開始后，產(chǎn)物的分子量迅速增加，反應(yīng)體系的粘度也隨之增加，熱傳導(dǎo)不良現(xiàn)象隨即發(fā)生，因此經(jīng)常出現(xiàn)局部過熱爆聚及粘釜現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證。 在以往的用微波法研究 [2223]合成的高吸水樹脂，其吸水速率明顯高于化學(xué)法合成的吸水樹脂 ,且合成、干燥一步完成 ,操作工藝簡單。此外，由于是低溫固化，因此 UV固化可避免因熱固化時的高溫對各種熱敏感基質(zhì)（如塑料、紙張或其他電子產(chǎn)品等）可能造成的損傷。超聲波頻率一般是 20kHz～ 50MHz。淀粉接枝共 聚物，由于其吸水保水性好、成本低而發(fā)展迅速。 海藻酸類 海藻酸來源豐富、價格低廉、低毒、生物相容性好，且具有易凝膠性，所以常應(yīng)用于藥物釋放體系和組織工程領(lǐng)域。因此要解決以上難題可從以下幾個方面進行研究，這也是目前這類高吸水樹脂的發(fā)展方向： (1)開發(fā)抗鹽性好的高吸水樹脂，擴大使用范圍。研究開發(fā)天然型吸水劑，是在人們環(huán)保意識、資源意識不斷增強的條件下展開的，符合世界研制綠色工藝產(chǎn)品，追求環(huán)境友好的發(fā)展趨勢。每組數(shù)據(jù)重復(fù) 3 次，取平均值。當(dāng)固含量很小時，雖然體系黏度小，自由基和單體容易擴散，但自由基和單體的濃度相對較低，碰撞的幾率小，且自由基容易被鏈終止，形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較疏松且不夠完