聚丙烯酸钠/桑黄菌段复合高吸水树脂的制备及溶胀性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.008

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (12): 48-53.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.008

聚丙烯酸钠/桑黄菌段复合高吸水树脂的制备及溶胀性能研究

董志慧¹^,²(), 曲楠¹^,², 张雪¹^,², 韩櫂濂¹^,², 程志强¹^,²()

^1.吉林农业大学资源与环境学院，长春 130118
^2.吉林省特色资源健康产品与医用材料科技创新中心，长春 130118

收稿日期:2024-04-08 出版日期:2024-12-26 发布日期:2024-12-25
通讯作者: 程志强（1976-），男，教授，博士生导师，从事环境污染物的降解处理及新型肥料研究与应用，czq5974@163.com
E-mail:dzh1428736830@163.com;czq5974@163.com
作者简介:董志慧（1998-），女，硕士研究生，研究方向是农产品化学，dzh1428736830@163.com
基金资助:
吉林省科技厅科技发展计划重点研发项目(20240304156SF)

Preparation and swelling performance of sodium polyacrylate/Phellinus igniarius segment composite superabsorbent resin

DONG Zhihui¹^,²(), QU Nan¹^,², ZHANG Xue¹^,², HAN Zhaolian¹^,², CHENG Zhiqiang¹^,²()

^1.College of Resources and Environment，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China
^2.Jilin Provincial Science and Technology Innovation Center of Health Products and Medical Materials with Characteristic Resources，Changchun 130118，China

Received:2024-04-08 Online:2024-12-26 Published:2024-12-25
Contact: CHENG Zhiqiang E-mail:dzh1428736830@163.com;czq5974@163.com

摘要/Abstract

摘要：

采用微波辐射加热引发合成聚丙烯酸钠/桑黄菌段复合高吸水树脂（PISSR）。采用单因素试验研究变量配比方案，优化制备工艺，通过傅里叶变换红外光谱、热重分析仪、扫描电子显微镜及能谱对材料进行表征。结果表明，在桑黄菌段、引发剂、交联剂用量分别为丙烯酸的20 %、0.60 %、0.15 %，丙烯酸中和度为85 %、微波功率为500 W时，PISSR吸液倍率最大，在蒸馏水中为652.6 g/g，0.9 % NaCl溶液中为61.1 g/g；离子类型和电解质浓度是影响PISSR吸液性能的重要因素；PISSR表面粗糙多孔，富含Na、K、Ca元素，同时具有良好的保水性能以及再溶胀性能。

关键词: 桑黄菌段, 聚丙烯酸钠, 高吸水树脂, 吸液倍率, 保水性能

Abstract:

A type of polyacrylic acid sodium/Phellinus igniarius section composite superabsorbent resin （PISSR） was synthesized through microwave irradiation. A single⁃factor experiment was conducted to investigate the variable ratio scheme and optimize the preparation processes. The as⁃synthesized materials were characterized by FTIR， TGA， SEM， and EDS. The results indicated that the neutralization degree of acrylic acid reached 85 % when the dosage of Phellinus igniarius， initiator， and crosslinking agent was 20 %， 0.60 %， and 0.15 % of acrylic acid， respectively. PISSR presented the highest liquid absorption rates of 652.6 g/g in distilled water and 61.1 g/g in 0.9 % NaCl solution at a microwave power of 500 W. Ion type and electrolyte concentration are two important factors affecting the liquid absorption performance of PISSR. The surface of PISSR is rough， porous， and rich in Na， K and Ca elements， indicating good water retention and re⁃swelling performance.

Key words: Phellinus igniarius segment, sodium polyacrylate, superabsorbent resin, liquid absorption rate, water retention capacity

中图分类号:

TQ325.7

董志慧, 曲楠, 张雪, 韩櫂濂, 程志强. 聚丙烯酸钠/桑黄菌段复合高吸水树脂的制备及溶胀性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 48-53.

DONG Zhihui, QU Nan, ZHANG Xue, HAN Zhaolian, CHENG Zhiqiang. Preparation and swelling performance of sodium polyacrylate/Phellinus igniarius segment composite superabsorbent resin[J]. China Plastics, 2024, 38(12): 48-53.

图/表 8

图1 （a）中和度、（b） PIS与AA质量比、（c） KPS与AA质量比、（d） MBA与AA质量比、（e）微波功率对PISSR吸液性能的影响

Fig. 1 The effects of （a） neutralization degree，（b） PIS to AA ratio，（c） KPS to AA ratio，（d） MBA to AA ratio，（e） microwave power on the liquid absorption performance of PISSR

图2 PISSR在不同浓度（a）阳离子溶液和（b）阴离子溶液中的吸液倍率

Fig.2 Water absorption of PISSR in different concentrations of （a） cationic solution and （b） anionic solution

图3 PIS、SR、PISSR的FTIR谱图

Fig. 3 FTIR spectra of PIS， SR， PISSR

图4 PIS、SR、PISSR的（a）TG、（b）DTG曲线

Fig.4 TG （a） and DTG （b） curves of PIS， SR， PISSR

图5 PIS［（a）、（d）］、SR［（b）、（e）］、PISSR［（c）、（f）］的SEM照片

Fig.5 SEM of PIS［（a）、（d）］、SR［（b）、（e）］、PISSR［（c）、（f）］

元素	PIS		SR		PISSR
元素	衍射强度	相对质量百分比/%	衍射强度	相对质量百分比/%	衍射强度	相对质量百分比/%
C	69.536	46.044	43.331	35.915	41.588	35.118
O	23.694	51.003	32.429	50.810	31.497	48.227
Na	-	-	26.968	13.275	35.381	16.060
K	2.0590	1.0930	-	-	0.4710	0.2980
Ca	2.4040	1.8600	-	-	0.4210	0.2970

表1 PIS、SR和PISSR的元素衍射强度及相对质量百分比

Tab.1 Elements diffraction intensity and relative weight percentage of PIS， SR and PISSR

图6 PISSR在不同温度（a）和转速（b）下保水率随时间的变化

Fig.6 Changes of water retention rate of PISSR with time at different temperatures （a） and rotational speeds （b）

图7 PISSR吸液倍率随循环次数的变化

Fig.7 The change of PISSR liquid absorption rate with the number of cycles

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聚丙烯酸钠/桑黄菌段复合高吸水树脂的制备及溶胀性能研究

Preparation and swelling performance of sodium polyacrylate/Phellinus igniarius segment composite superabsorbent resin

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