高吸水性树脂的工业化生产工艺

张一帆

（郑州兰博尔科技有限公司，河南郑州 450000）

高吸水性树脂的工业化生产工艺

张一帆

（郑州兰博尔科技有限公司，河南郑州 450000）

主要阐释了高吸水性树脂的工业化生产工艺，对于当代的工业化生产中进行生产时所接触到的性能的细节实例进行分析。以氧化还原材料为引发剂，这样反应较为平稳，而且过程中的温度变化不大。经过研究，这种工艺方法可以便利地调控树脂的吸水强度，以及调节吸水凝胶的强度，比较适用于单线生产规模。

高吸水性树脂；保水剂；丙烯酸；工业化生产

高吸水性树脂是一种有特殊功能的先进的高分子材料，距离当时发现已经有了30年的发展过程，这种高分子材料吸水性良好，并且具有良好的保水性，目前已经应用到了多个领域。在之前研究的基础之上，我们又进行了一些性能上的改进，目前对于高吸水性树脂材料的研究已经相对比较成熟了。工业化生产规模已经超过了百万吨。

虽然说我国关于高吸水性树脂的研究很多，但是目前在工业化研究上还是与发达国家具有相当大的差距。文章就采用水溶液法生产高效吸水性树脂的工艺过程进行了研究。

1 工艺流程

水溶液法生产高吸水性树脂的整个工艺，是采用了氧化还原水溶性复合引发剂，反应的过程相对稳定，不会出现爆聚，而且排放的污染物也是相对较少，这就解决了负面效应。得出的产品也是纯度很高，色泽洁白，吸水性能较之前的材料更胜一筹，是一套适合大规模生产的工艺。

1.1 生产材料

高吸水性树脂的生产原料是纯度较高的丙烯酸、氢氧化钠溶液，还有亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、亚硫酸钠等材料，而且这些都是工业品。

1.2 生产流程

先是将丙烯酸和氢氧化钠进行中和反应，在此期间控制溶液的温度，因为酸碱中和的反应过程会释放热量，所以应该根据需要进行降温处理；然后就是进行预混交联，这个过程是在中和反应结束之后，将中和所得的溶液放置到不锈钢的交联剂预混容器内部，然后加入交联剂进行搅拌。在这之后进行聚合反应，然后进行造粒干燥，经过这以后得到不规则的干燥的颗粒，就完成了大部分工作。紧接着粉碎分级处理，进行清洗，干燥，进行包装，再进行后续工作。

2 工艺条件的研究

2.1 中和反应阶段的相关工艺

据有关文献说明，中和反应釜可采用 2m3，如果釜上不加制冷机改用冷却循环水的方式的话，经大量的试验得出了0.6～0.8m3的中和釜相对比较适合，这样更加有利于降温过程的实施。如果釜剂量过大就必须使用降温设备来处理温度变化带来的后果，并且此反应过程需要控制在30min 之内，这样得到的产品性能才不会受影响。

2.2 聚合反应阶段的相关工艺

在实验室进行的小试，大多都是采用在聚合反应前用活性炭脱去阻聚剂，通过使用氮气来处理溶解在溶液之中的氧气。在工业应用过程之中，经过多次的实践表明，即使增加这两个生产步骤，产品质量也不会明显提升。因此，从生产和经济性能的各方面进行考虑，没有必要增加这两个步骤。这个生产工艺采用氧化-还原复合体系作为引发剂，其活化能低，引发反应所需要的温度也低，产品的色度比较低，得到的成品纯度较高，而且颜色纯正，这就解决了单纯使用过硫酸盐而引发聚合使得产品显示出黄色的问题。整个聚合过程产生较多的含酸蒸汽，因此在操作的时候必须要做到的一点就是注意通风，否则这将对生产工人们的身体损害性极大。

2.3 造粒干燥过程

采用绞肉机大型的造粒机进行造粒，这个过程需要使用表面活性剂溶液来润滑，但是需要注意的一点就是采用合适的品种以及把控整个过程的用量。

2.4 吸水倍率的调节

经过上述生产工艺和原材料的配比进行生产，可以得到500～700倍的吸水倍率，高吸水性树脂这样可以作为进行后续处理的原材料，比如我们生活中用的卫生巾及宝宝纸尿裤，加入高吸水性树脂后其吸水性能会大大提高。如果我们对吸水倍率有其他方面的要求，可以采用改变交联剂用量的办法，其他的生产工艺及流程都无需改变，就能得到吸水倍率在250～700的吸水树脂。

3 发展高吸水性树脂的建议

高吸水性树脂的品种繁多，性能也是各有优劣，目前在市场上的商品的高吸水性树脂主要的就是采用的交联聚丙酸盐、丙烯酸共聚物和淀粉接枝丙烯盐类。现在高吸水性树脂的应用领域越来越广泛，研究和开发也在不断地更新和改进，各部门的研究工作方兴未艾，成为了新型科学材料的一种，我国可以引进先进的生产技术，来促进我们相关部门更好地研究高吸水性树脂的性能及工业化生产，在整个建设规模上采用大型的生产装置，更好地推动我国吸水性树脂的研究之路，为未来的科学研究提供有力的保证。

4 结束语

对高吸水性树脂的工业化生产的工艺进行了对比研究及实践检验，而且整个工艺流程对于生产设备的条件要求并不高，工艺控制比较简单，采用水溶液聚合的办法，实施起来相对简单，降低了生产成本以及减少了生产时间，而且污染更小，对于产品的性能控制更有把握，可以轻松地达到之前的生产目标及规模，是高效的高吸水性树脂工业化生产的有效实施办法。

[1] 方岩雄，吕钱江，张永成，等.聚丙烯酸系超强吸水剂的制备及其进展[J].广州化工，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

张一帆（1988—），女，河南郑州人，助理工程师，主要从事工作为工业生产。