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材料与应用 豆高雅·AM/PVP 互穿网络结构树脂的制备及其性能
表 2 实验仪器 1.2.3 吸水率的测定方法
仪器 制造商 选取具有相同尺寸的干燥多孔聚合物圆片，称量
WSM-20KN 计算机控制万能试验机 长春市智能仪器设备有限公司
DZF-6050AB 真空干燥箱 北京中兴伟业仪器有限公司 干燥状态下的重量，计为 W d (g) ；常温下整体浸泡于
79-1 型磁力加热搅拌器 金坛市华丰仪器有限公司 足量的蒸馏水中，在一定时间间隔后的 t 时刻，以称
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AL104 电子天平 梅特勒 - 托利多仪器有限公司 任何变化为止，计为 W s (g) ；则样品在 t 时刻的吸水率
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XMTD 温度数显仪 余姚热工仪表厂 Q( 单位为 g g ) 可用式计算 ： Q =(W s -W d )/W d 。
热电偶 自制
1.2.4 吸盐水率的测定方法
1.2 实验方法 准确称取 0.3 g 干燥的 SAP，放入 200 mL 的浓
1.2.1 聚丙烯酰胺 / 聚乙烯吡咯烷酮互穿水 度为 0.9% 的 NaCl 水溶液中浸泡，树脂吸入盐水饱和
凝胶的制备方法 后用 150 目的筛网过滤，滤出多余的盐水。吸盐水率
实验过程各取一定量丙烯酰胺（AM），去离子水， Q NaCl 按以下公式计算 ：
MBA，APS 聚乙烯吡咯烷酮（PVP），放入烧杯中， Q NaCl (g/g)=(W 2NaCl -W 1 )/W 1
用磁力搅拌器搅拌至溶液完全澄清，然后移入 16 mm 式中 ： W 1 和 W 2NaCl 分别为干燥的 SAP 和吸入盐
内径试管，将混合液搅拌均匀后倒入的试管内 ( 试管 水溶胀平衡后的 SAP 的质量。
上标出刻度 )，在试管上端加热，待反应开始后撤离热 1.2.5 红外光谱分析
源，靠自身放热维持反应进行。 干燥样品粉末经 KBr 压片后采用德国傅立叶变化
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用 秒表 记 录 波到 达 试管 不 同 位置 的 时间， 在 时 红外光谱仪进行测试。测试范围 400~4 000 cm 。
间，位置坐标图上做直线，直线的斜率即为波速，在
试管中距反应起始位置 5~6 mm 处插入热电偶，通过 2 结果与讨论
数字显示仪表测量聚合波的温度分布反应结束后，取 2.1 原料的改变量对水凝胶的影响
出产物，剪碎后用蒸馏水浸泡，过滤后于乙醇中浸泡 2.1.1 PVP 含量的改变对水凝胶的影响
于 60℃下抽真空干燥，破碎，测吸水速率 , 红外和微 本文选用聚乙烯吡咯烷酮为互穿单体，固定丙烯
观形貌等。 酰胺与去离子水的量分别为 8 g : 16 mL，引发剂的量
1.2.2 密度的测定方法 为 0.25 g，交联剂的量为 0.01 g，研究聚乙烯吡咯烷
通过测定干燥的前端聚合产物的质量和尺寸来确 酮用量对互穿网络水凝胶的性能影响。
定产物的密度。凝胶片的体积用排溶剂法测定
表 3 改变 PVP 量（初温为 21℃）
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AM/g 去离子水 /mL APS/g MBA/g PVP/g V/(mm . min ) 反应终温 /℃ 密度 /[g . mL ] 吸水率 Q/(1g . g ) 吸盐水率 Q/(1g . g )
8 16 0.25 0.01 0 7.7 73 0.8 800 88
8 16 0.25 0.01 0.89 7.0 71 0.86 780 86
8 16 0.25 0.01 2 5.7 69 0.88 756 83
8 16 0.25 0.01 3.4 4.6 68 0.96 690 76
8 16 0.25 0.01 5.3 4.1 66 1.03 550 60
（1）波速和波温的特征 低。
表 3 的实验结果显示 ：反应体系中聚乙烯吡咯烷 （2）吸水率的特征
酮的量对波速的影响极大。当聚乙烯吡咯烷酮的含量 表 3 的实验结果显示 ：聚乙烯吡咯烷酮用量对水
由 0 增加到 40% 时，波速由 7.7 mm/min 快速下降到 4.1 凝胶的吸水率影响很大。随聚乙烯吡咯烷酮用量的增
mm/min，即聚乙烯吡咯烷酮含量提高一倍，波速降低 加，互穿网络水凝胶的吸水率降低。这主要是因为 :
了近一半多 ；聚合波温则由 73℃降低到 66℃。这主 当聚乙烯吡咯烷酮用量增大时，聚合物链段之间互联
要是因为 ：随聚乙烯吡咯烷酮的增加，单体密度增加， 率提高，网络强度增大，吸水溶胀时网络扩张困难，
互穿网络度增强 , 则聚合反应的速率必然降低 ；聚乙 所能容纳水的量减少，互穿网络水凝胶吸水率降低。
烯吡咯烷酮越多，则散热量越小，体系热量也随之降
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2018 第 44 卷 ·35·
