壳聚糖接枝聚丙烯酰胺高吸水性树脂研究开题报告

1. 研究目的与意义

高吸水性树脂是一类具有一定的交联度和吸水膨胀性的高分子树脂材料。

由于其具有可吸收自身质量百倍甚至千倍水分的优异性能，在医用材料、生理卫生用品和农业等领域获得了广泛的应用。

利用无毒、可生物降解、易于进行化学改性的天然高分子材料如淀粉、纤维素、壳聚糖等为原料制备高吸水性树脂符合绿色发展理念。

2. 国内外研究现状分析

近年来，生物吸水性材料由于其高吸水性及生物可降解性，应用广泛，逐渐成为医疗卫生、农林园艺、水土治理、土木建筑、石油开采、皮革制造等领域重要的功能高分子材料[1]。

在国内，中科院黄美玉教授最先合成出一类生物吸水材料[2]。

壳聚糖类高吸水材料的制备可用甲醛为主题的交联剂进行交联改性制得或壳聚糖与氧化乙烯制得的乙二醇壳聚糖用甲醛交联形成；也可以在不使用交联剂时由壳聚糖与丁二酸酐在酯化催化作用下得到或脱乙酰化的乙二醇壳聚糖洗涤干燥直接得到[2]。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：以过硫酸铵为引发剂，丙烯酰胺为单体，通过自由基聚合制备壳聚糖接枝聚丙烯酰胺高吸水性树脂，并用蒙脱土进行增强改性制备壳聚糖接枝聚丙烯酰胺/蒙脱土复合吸水材料，考察各影响因素对制备产物吸水性能的影响，获得最佳工艺条件。

主要包括：（1）壳聚糖接枝聚丙烯酰胺树脂的制备：通过自由基聚合将聚丙烯酰胺接枝到壳聚糖分子链上，考察壳聚糖、引发剂和丙烯酰胺单体用量及聚合时间、聚合温度等因素对产物的影响。

（2）壳聚糖接枝聚丙烯酰胺/蒙脱土复合吸水材料的制备：将一定量的蒙脱土添加到壳聚糖接枝聚丙烯酰胺中，制备蒙脱土增强的复合吸水材料，考察蒙脱土用量对吸水性能的影响。

4. 研究创新点

1、蒙脱土是一种2/1型三层结构硅酸盐，具有层间阳离子的可交换性和极性介质中的可膨润性两个特性。

将单体或聚合物插入到蒙脱土片层间，是层间距增大，甚至发生剥离，得到聚合物/蒙脱土纳米复合材料，蒙脱土与丙烯酸聚合后能显著提高材料的吸水性性能。

2、丙烯酸系吸水性树脂除了具备高吸水率等基本性能外，原料来自工业丙烯酸，生产成本相对比较便宜，工艺较简便且产品质量稳定。