的弹性束缚,水分子的热运动受到限制,不易重新从网中逸出。从热力学角度来看,树脂的自吸水使其整体的自由能降低,直至平衡为止,若水从树脂中放出,使得自由能升高,不利于体系稳定,这也是吸水树脂特有的保水性。Р 由于聚丙烯酸钠吸水树脂具有带亲水基团的交联三维空间网络结构,所以它的吸水性机理同样可以用Flory-Huggins热力学理论和溶液热力学理论解释。Р 1 Flory-Huggins热力学理论从热力学角度来看,当标准化学位之差△U<0○Р 时,水渗入高分子相中,同时高分子扩散进入水中,直至此过程达到平衡。若存在某种作用使△U限制在某一适当的负值,则吸水树脂的吸水膨胀就会受到抑制。对 3Р 于依靠物理交联的线型高分子,其结晶区就会受到这种作用。然而,大部分的吸水树脂或者吸水剂都是进行化学交联(主要是化学键交联或者离子键交联)得到的,这种抑制作用就不会发生。Р 科学家Flory在深入研究高分子在水中的膨胀后提出了下列公式:Р 式中 Q—吸水倍率;Р —交联密度;Р —对水的亲和力;Р —固定在树脂上的电荷密度;Р S—外部溶液的电解质的离子强度。Р 公式分别包含了渗透压、水的亲和力和交联密度三项。由公式可知,水的亲和力大,可以增加吸水倍率,降低交联密度,吸水倍率也提高。Р 2 溶液热力学理论林润雄等人利用溶液热力学理论和交联网络的弹性自由○Р 能得到公式:Р 式中Р —高聚物的密度;Р —溶剂的摩尔体积;Р —交联高聚物交联网络的大小;Р —交联高聚物与溶剂的相互作用参数。Р 以上两个公式尽管形式不同,但都揭示了一个本质,即高吸水树脂的吸水能力与亲水基团和交联网状结构有关。Р 2.2 聚丙烯酸钠吸水树脂的合成Р 聚丙烯酸钠吸水树脂主要是利用带有亲水功能基的单体丙烯酸(有的还要加入 4Р 少量交联剂)直接聚合成高吸水性树脂,主要采用自由基连锁聚合进行反应[13],反应式如下:
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