高吸水性樹脂的工業化生產工藝

張一帆

（鄭州蘭博爾科技有限公司，河南鄭州 450000）

高吸水性樹脂的工業化生產工藝

張一帆

（鄭州蘭博爾科技有限公司，河南鄭州 450000）

主要闡釋了高吸水性樹脂的工業化生產工藝，對于當代的工業化生產中進行生產時所接觸到的性能的細節實例進行分析。以氧化還原材料為引發劑，這樣反應較為平穩，而且過程中的溫度變化不大。經過研究，這種工藝方法可以便利地調控樹脂的吸水強度，以及調節吸水凝膠的強度，比較適用于單線生產規模。

高吸水性樹脂；保水劑；丙烯酸；工業化生產

高吸水性樹脂是一種有特殊功能的先進的高分子材料，距離當時發現已經有了30年的發展過程，這種高分子材料吸水性良好，并且具有良好的保水性，目前已經應用到了多個領域。在之前研究的基礎之上，我們又進行了一些性能上的改進，目前對于高吸水性樹脂材料的研究已經相對比較成熟了。工業化生產規模已經超過了百萬噸。

雖然說我國關于高吸水性樹脂的研究很多，但是目前在工業化研究上還是與發達國家具有相當大的差距。文章就采用水溶液法生產高效吸水性樹脂的工藝過程進行了研究。

1 工藝流程

水溶液法生產高吸水性樹脂的整個工藝，是采用了氧化還原水溶性復合引發劑，反應的過程相對穩定，不會出現爆聚，而且排放的污染物也是相對較少，這就解決了負面效應。得出的產品也是純度很高，色澤潔白，吸水性能較之前的材料更勝一籌，是一套適合大規模生產的工藝。

1.1 生產材料

高吸水性樹脂的生產原料是純度較高的丙烯酸、氫氧化鈉溶液，還有亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸銨、亞硫酸鈉等材料，而且這些都是工業品。

1.2 生產流程

先是將丙烯酸和氫氧化鈉進行中和反應，在此期間控制溶液的溫度，因為酸堿中和的反應過程會釋放熱量，所以應該根據需要進行降溫處理；然后就是進行預混交聯，這個過程是在中和反應結束之后，將中和所得的溶液放置到不銹鋼的交聯劑預混容器內部，然后加入交聯劑進行攪拌。在這之后進行聚合反應，然后進行造粒干燥，經過這以后得到不規則的干燥的顆粒，就完成了大部分工作。緊接著粉碎分級處理，進行清洗，干燥，進行包裝，再進行后續工作。

2 工藝條件的研究

2.1 中和反應階段的相關工藝

據有關文獻說明，中和反應釜可采用 2m3，如果釜上不加制冷機改用冷卻循環水的方式的話，經大量的試驗得出了0.6～0.8m3的中和釜相對比較適合，這樣更加有利于降溫過程的實施。如果釜劑量過大就必須使用降溫設備來處理溫度變化帶來的后果，并且此反應過程需要控制在30min 之內，這樣得到的產品性能才不會受影響。

2.2 聚合反應階段的相關工藝

在實驗室進行的小試，大多都是采用在聚合反應前用活性炭脫去阻聚劑，通過使用氮氣來處理溶解在溶液之中的氧氣。在工業應用過程之中，經過多次的實踐表明，即使增加這兩個生產步驟，產品質量也不會明顯提升。因此，從生產和經濟性能的各方面進行考慮，沒有必要增加這兩個步驟。這個生產工藝采用氧化-還原復合體系作為引發劑，其活化能低，引發反應所需要的溫度也低，產品的色度比較低，得到的成品純度較高，而且顏色純正，這就解決了單純使用過硫酸鹽而引發聚合使得產品顯示出黃色的問題。整個聚合過程產生較多的含酸蒸汽，因此在操作的時候必須要做到的一點就是注意通風，否則這將對生產工人們的身體損害性極大。

2.3 造粒干燥過程

采用絞肉機大型的造粒機進行造粒，這個過程需要使用表面活性劑溶液來潤滑，但是需要注意的一點就是采用合適的品種以及把控整個過程的用量。

2.4 吸水倍率的調節

經過上述生產工藝和原材料的配比進行生產，可以得到500～700倍的吸水倍率，高吸水性樹脂這樣可以作為進行后續處理的原材料，比如我們生活中用的衛生巾及寶寶紙尿褲，加入高吸水性樹脂后其吸水性能會大大提高。如果我們對吸水倍率有其他方面的要求，可以采用改變交聯劑用量的辦法，其他的生產工藝及流程都無需改變，就能得到吸水倍率在250～700的吸水樹脂。

3 發展高吸水性樹脂的建議

高吸水性樹脂的品種繁多，性能也是各有優劣，目前在市場上的商品的高吸水性樹脂主要的就是采用的交聯聚丙酸鹽、丙烯酸共聚物和淀粉接枝丙烯鹽類。現在高吸水性樹脂的應用領域越來越廣泛，研究和開發也在不斷地更新和改進，各部門的研究工作方興未艾，成為了新型科學材料的一種，我國可以引進先進的生產技術，來促進我們相關部門更好地研究高吸水性樹脂的性能及工業化生產，在整個建設規模上采用大型的生產裝置，更好地推動我國吸水性樹脂的研究之路，為未來的科學研究提供有力的保證。

4 結束語

對高吸水性樹脂的工業化生產的工藝進行了對比研究及實踐檢驗，而且整個工藝流程對于生產設備的條件要求并不高，工藝控制比較簡單，采用水溶液聚合的辦法，實施起來相對簡單，降低了生產成本以及減少了生產時間，而且污染更小，對于產品的性能控制更有把握，可以輕松地達到之前的生產目標及規模，是高效的高吸水性樹脂工業化生產的有效實施辦法。

[1] 方巖雄，呂錢江，張永成，等.聚丙烯酸系超強吸水劑的制備及其進展[J].廣州化工，2002，30，（4）：112-114.

Industrial Production of Superabsorbent Resin

Zhang Yi-fan

This paper mainly explains the industrial production process of superabsorbent resin，and analyzes the details of the performance of the modern industrial production.The use of relatively low performance of the redox raw material initiator，so the reaction is more stable，and the process of temperature change is not.After research，this method can facilitate the control of the resin’s water absorption strength，and adjust the strength of absorbent gels，more suitable for single-line production scale.

superabsorbent resin；water retaining agent；acrylic acid；industrial production

TQ324.8

A

1003-6490（2017）06-0122-01

2017-05-10

張一帆（1988—），女，河南鄭州人，助理工程師，主要從事工作為工業生產。