專利名稱：一種兩性半互穿網絡水凝膠及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種兩性半互穿網絡水凝膠及其制備方法，特別涉及 一種對廢水中的金屬離子有良好的吸附能力的兩性半互穿網絡水凝 膠及其制備方法。
技術背景隨著信息時代的到來，"電子垃圾"廢棄物的處置和資源化已經 成為亟待研究的課題。電腦、電視機、手機等電子產品都含有銅、鎳、 等重金屬。目前將廢舊電子產品作為一般垃圾丟棄到荒野或垃圾堆填 埋是處理電子垃圾的主要方法，但是其所含的銅，鎳等重金屬就會滲 透污染土壤和水質，經植物、動物及人的食物鏈循環，最終造成中毒 事件的發生，威脅人類的身體健康。所以環境中重金屬離子的吸附與 回收具有十分重要的意義。中國專利CN 119844A也提到了一種用于離子吸附的凝膠，由于 合成過程中使用了有機溶劑二甲基亞砜(DMSO)，易造成環境二次 污染，不利于環境友好，且生產工藝復雜。中國專利CN1586706A提到了一種溫敏性互穿網絡凝膠，由于使 用單體NIPAAm，單體價格昂貴，生產工藝復雜。對金屬的吸附能力 差。發明內容本發明提供的一種兩性半互穿網絡水凝膠，其構成為被中和劑中和的單體丙烯酸的質量百分比濃度為13.3 16.7%，單體陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量百分比濃度為6.7 8.3%，交聯劑質量百分比為單體的0.05 0.1%，引發劑質量百分比為單體的0.05 0.1 Q%，其余為水；所述的單體丙烯酸和陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量比為2: 1;所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨； 所述的陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨重均分子量為 100000 150000;所述的交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。本發明所提供的兩性半互穿網絡凝膠的制備步驟和條件如下(1) 將丙烯酸單體溶于水中用中和劑調節pH范圍為8 10，冷 卻，丙烯酸的質量百分比濃度為13.3 16.7%。(2) 加入陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨于上述溶液，陽 離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量百分比濃度為6.7~8.3%。(3) 加入交聯劑，為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。其質量百分比為 單體的0.05 0.1%。混合均勻通氮氣1小時。(4) 最后加入引發劑，為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。其 質量百分比為單體的0.05 0.1%。(5) 然后將所得溶液在6CTC下聚合反應12小時，得到一種兩性 半互穿網絡水凝膠。將其烘干粉碎，即可用于吸附廢液中的重金屬離子。 本發明所制備的半互穿網絡凝膠對Cu2+、 N產具有較好的吸附能力，分別可達120mg/g、 100mg/g (干凝膠)。而且制備的凝膠具有很 好的保水能力，在金屬的回收、土壤保水、環境保護方面應用前景廣泛。
具體實施方式
實施例1將16克的丙烯酸單體用氫氧化鉀10克調節pH為8，溶液冷卻 后，加入重均分子量為100000的陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨8克,然后加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.012克,去離子水85.98克。 混合均勻后通氮氣l小時，最后加入過硫酸銨0.012克。所得溶液在 6CTC下聚合反應12小時，即得產品。單體質量百分比濃度為20%。 Cu2+、 N產的吸附能力可達108mg/g、 89mg/g (干凝膠)。將16克的丙烯酸單體用氫氧化鈉7克調節pH為9，溶液冷卻 后，加入重均分子量為130000的陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨8克，然后加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.018克,去離子水73.31克。 混合均勻后通氮氣l小時，最后加入過硫酸鉀0.018克。所得溶液在 在60。C下聚合反應12小時，即得產品。單體質量百分比濃度為23 %。 Cu2+、 N產的吸附能力可達lllmg/g、 92mg/g (干凝膠)。將16克的丙烯酸單體用氫氧化銨6.2克調節pH為10，溶液冷 卻后，加入重均分子量為150000的陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯 化銨8克,然后加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.024克,去離子水65.75 克。混合均勻后通氮氣l小時，最后加入過硫酸鈉0.024克。所得溶 液在在6(TC下聚合反應12小時，即得產品。單體質量百分比濃度為 25%。 Cu2+、 Ni2+的吸附能力可達120mg/g、 100mg/g (干凝膠)。
權利要求
1.一種兩性半互穿網絡水凝膠，其成分構成及配比為被中和劑中和的單體丙烯酸的質量百分比濃度為13.3～16.7％，單體陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量百分比濃度為6.7～8.3％，交聯劑質量百分比為單體的0.05～0.1％，引發劑質量百分比為單體的0.05～0.1％，其余為水；所述的單體丙烯酸和陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量比為2∶1；所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨；所述的交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
2、 一種兩性半互穿網絡水凝膠，其特征在于，所述的陽離子聚 丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨重均分子量為100000 150000 。
3、 一種兩性半互穿網絡水凝膠的制備方法的步驟和條件如下按配比，(1)將丙烯酸單體溶于水中用中和劑調節pH范圍為 8~10，冷卻，丙烯酸的質量百分比濃度為13.3 16.7%;(2) 加入陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨于上述溶液，陽 離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的質量百分比濃度為6.7 8.3%;(3) 加入交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，混合均勻通氮氣l小時；(4) 最后加入引發劑過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉；(5) 然后將所得溶液在6(TC下聚合反應12小時，得到一種兩性 半互穿網絡水凝膠。全文摘要
本發明涉及一種兩性半互穿網絡水凝膠及其制備方法。特別是以水溶性單體丙烯酸和陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為原料制得的兩性半互穿網絡水凝膠。該方法包括在引發劑和交聯劑存在下，水溶液中部分中和的丙烯酸發生共聚交聯形成網絡結構，高分子鏈的陽離子聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨貫穿在網絡中形成兩性半互穿網絡凝膠。該兩性凝膠對廢水中的金屬離子有良好的吸附能力，在金屬的回收和環境保護方面具有重要的應用前景。
文檔編號C08F4/30GK101250243SQ20071005635
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月27日 優先權日2007年11月27日
發明者宋春雷, 張文德, 昆 徐, 王丕新, 王記華, 蘇雪峰 申請人:中國科學院長春應用化學研究所