輻射聚合條件對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂溶脹性能的影響

蘇春

（吳江達(dá)勝檢測(cè)技術(shù)有限公司 蘇州215214）

輻射聚合是采用電子輻射的方法，引發(fā)產(chǎn)生活性中心進(jìn)行聚合反應(yīng)的新型聚合工藝，具有可控性強(qiáng)、制備過(guò)程清潔無(wú)污染、效率高等優(yōu)勢(shì)［1-3］。丙烯酸類聚合物是一種典型的高吸水性樹脂，通過(guò)聚合物分子結(jié)構(gòu)中大量的親水基團(tuán)以及三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高吸水性和保水性，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，例如聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂制備的衛(wèi)生巾、尿褲、尿墊、醫(yī)用吸水墊、緩釋性藥物等醫(yī)用材料。采用傳統(tǒng)聚合方法制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂存在聚合產(chǎn)物純度低、聚合反應(yīng)效率低、聚合產(chǎn)物吸水溶脹性能差、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，將新型的輻射聚合工藝用于合成聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂可克服上述缺點(diǎn)，這也是當(dāng)前高吸水性樹脂制備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一［4-6］。而在聚合過(guò)程中，輻射聚合的條件對(duì)吸水樹脂的溶脹性能也會(huì)產(chǎn)生較大影響。

1 輻射聚合工藝簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)的聚合物合成工藝聚合反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、反應(yīng)易于操作，但是需要添加引發(fā)劑和催化劑等，導(dǎo)致聚合產(chǎn)物的純度低，聚合反應(yīng)過(guò)程較慢、效率低，聚合反應(yīng)可控性低，合成過(guò)程易產(chǎn)生污染物等缺點(diǎn)。相比之下，輻射聚合具有諸多優(yōu)勢(shì)。

輻射聚合是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型聚合物合成方法。輻射聚合是指單體分子被高能量的射線（常用γ 射線、X 射線）輻照后電離產(chǎn)生活性自由基或離子，因此無(wú)需額外添加引發(fā)劑及催化劑，從而逐步引發(fā)進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚合物的一種聚合方法［7］。輻射聚合的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：輻射聚合工藝合成方法簡(jiǎn)單，無(wú)相關(guān)物質(zhì)殘留；常溫下即可反應(yīng)；聚合反應(yīng)程度易于控制；反應(yīng)得到的聚合物分子質(zhì)量及其分布更易控制等。然而輻射聚合最大的缺點(diǎn)是工藝對(duì)聚合反應(yīng)的設(shè)備要求高，成本高。

2 聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能概述

聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂是一種典型的高吸水性樹脂，高吸水性樹脂（SAR）是指能夠吸收自重?cái)?shù)百至數(shù)千倍的水，且吸收水分變成水凝膠后保水能力強(qiáng)，不易再次失水的一種功能性高分子，其分子結(jié)構(gòu)中帶有大量的親水基團(tuán)。除了親水基團(tuán)之外，高吸水性樹脂的空間分子結(jié)構(gòu)形態(tài)也對(duì)其高吸水性能有較大的貢獻(xiàn)，高吸水性樹脂的不同分子鏈之間具有相互作用，構(gòu)成了三維網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠牢牢鎖住被吸收的水分，大大提高高吸水樹脂的保水能力，高吸水性樹脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示［8］。高吸水性樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在電負(fù)性極強(qiáng)的氧原子，能夠與水分子之間形成氫鍵，從而鎖住水分；此外，水分子與親水和疏水基團(tuán)之間存在一定的相互作用力，也使得被吸收的水分不會(huì)輕易失去；同時(shí)，由于高吸水性樹脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)吸收水分后，體積會(huì)極速膨脹，形成大的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓也使得高吸水性樹脂能夠大量吸水并能較好地保水［9-10］。

圖1 高吸水性樹脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of 3D network structure of SAR

聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能可用吸水倍率、吸水速度來(lái)表征，通常吸水倍率可表示為一定量的吸水樹脂在一定時(shí)間內(nèi)吸水后的重量增加量與吸水前的重量比，吸水速度可表示為達(dá)到一定吸水量的時(shí)間。丙烯酸的分子結(jié)構(gòu)中一端為-COOH，另一端為C=C，因此丙烯酸的反應(yīng)活性極高，合成得到的聚合物分子鏈中含有大量的-OH、-COOH，這幾種基團(tuán)的親水性極高，使得丙烯酸類聚合物的吸水倍率可達(dá)700 g/g 以上，達(dá)到飽和吸水量的時(shí)間在20 s以下，經(jīng)過(guò)接枝處理后，吸水倍率甚至可高達(dá)1 500 g/g以上［11-12］，如此高的吸水倍率使聚丙烯酸類吸水樹脂在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

醫(yī)用吸水樹脂相比于可用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域的吸水樹脂，性能的要求更高，醫(yī)用吸水樹脂除了良好的溶脹性能之外，還應(yīng)當(dāng)具有無(wú)毒無(wú)害、無(wú)刺激性，且具有良好的生物相容性等。

3 輻射聚合條件對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂溶脹性能的影響

聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂有多種聚合方法，例如傳統(tǒng)的本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合等，如前所述，傳統(tǒng)的聚合方法存在各種各樣的缺點(diǎn)，導(dǎo)致聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的純度低、出料難、分子質(zhì)量低、分布不均勻等，同時(shí)聚合過(guò)程對(duì)環(huán)境污染大，因此可選擇使用輻射聚合的方法制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂［13］。采用輻射聚合的工藝制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂可以克服上述傳統(tǒng)聚合方法的缺點(diǎn)，獲得性能優(yōu)異的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂，且制備過(guò)程綠色環(huán)保無(wú)污染。下面討論輻射聚合條件對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂溶脹性能的影響。

以丙烯酸為原料，首先與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為丙烯酸鈉，然后在高能射線的作用下，激發(fā)丙烯酸鈉產(chǎn)生活性中心，進(jìn)而完成聚合。輻射聚合中，中和度、吸收劑量、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等都會(huì)對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能產(chǎn)生影響：（1）對(duì)于中和度，通過(guò)使-COOH 轉(zhuǎn)化為-COONa，改變聚合物的電荷密度及吸水滲透壓，以及影響聚合物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密度來(lái)影響吸水樹脂的溶脹性能，影響趨勢(shì)隨中和度的變大，溶脹性能先變大后變小，有一最優(yōu)值；（2）對(duì)于吸收劑量，通過(guò)影響活性中心的數(shù)量、聚合物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和致密度以及聚合產(chǎn)物的交聯(lián)度來(lái)影響吸水樹脂的溶脹性能，影響趨勢(shì)隨吸收劑量的變大，溶脹性能先變大后變小，有一最優(yōu)值；（3）對(duì)于交聯(lián)劑用量，通過(guò)影響聚合物的交聯(lián)度、聚合物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密度來(lái)影響吸水樹脂的溶脹性能，影響趨勢(shì)隨交聯(lián)劑用量的變大，溶脹性能先變大后變小，有一最優(yōu)值。

可以看出，各變量對(duì)吸水樹脂溶脹性能的影響都在聚合物的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有所體現(xiàn)，且存在相同的影響趨勢(shì)。

中和反應(yīng)是指在聚合反應(yīng)開始之前，用堿性的氫氧化鈉來(lái)中和酸性的丙烯酸的反應(yīng)，這一過(guò)程至關(guān)重要：一方面，氫氧化鈉與丙烯酸反應(yīng)形成丙烯酸鈉，氫氧化鈉的加入會(huì)將大量的親水基團(tuán)-COOH 轉(zhuǎn)化為-COONa，使體系中的電荷密度顯著提高，進(jìn)而改變聚丙烯酸類吸水樹脂吸水時(shí)的內(nèi)外滲透壓，可以顯著提高吸水樹脂的吸水倍率和吸水速度。另一方面，中和度是指中和反應(yīng)過(guò)程中氫氧化鈉與丙烯酸的物質(zhì)的量之比，當(dāng)中和度較低時(shí)，聚合物中-COOH的含量多，吸水后三維網(wǎng)絡(luò)由于氫鍵的存在而顯得較為致密，因此聚合物吸水性較低；當(dāng)中和度過(guò)高時(shí)，三維網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)坍塌，也會(huì)降低聚合物的吸水性能［14］。大量研究表明，中和度為70%～85%時(shí)，聚丙烯酸類吸水樹脂的溶脹性能最佳［15-17］。

吸收劑量會(huì)對(duì)活性中心的產(chǎn)生、三維網(wǎng)絡(luò)的形成、聚合產(chǎn)物的交聯(lián)度等方面產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響聚合產(chǎn)物的溶脹性能。例如，唐剛等［15］用丙烯酸和丙烯酸鈉接枝在淀粉骨架上作為聚合反應(yīng)單體，交聯(lián)劑選擇N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺，在γ射線輻照下進(jìn)行聚合反應(yīng)，并對(duì)聚合產(chǎn)物的吸水倍率進(jìn)行了測(cè)試。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸收劑量為3.45 kGy時(shí)，聚合產(chǎn)物的24 h吸收蒸餾水倍率最高可達(dá)到1 643.2 g/g；吸收劑量增大會(huì)促進(jìn)活性中心變多，促進(jìn)三維網(wǎng)絡(luò)的形成，從而增大聚合產(chǎn)物的吸水倍率；然而隨著吸收劑量的進(jìn)一步增大，高能的γ射線會(huì)破壞化學(xué)鍵，導(dǎo)致分子鏈斷裂，三維網(wǎng)絡(luò)的形成受阻，進(jìn)而使聚合產(chǎn)物的吸水倍率下降。又如，謝洪科等［16］用丙烯酸和丙烯酰胺為單體，在60Co γ 射線的輻照下，合成得到了聚丙烯酸-丙烯酰胺，當(dāng)吸收劑量為3.50 kGy 時(shí)，聚丙烯酸-丙烯酰胺吸收蒸餾水達(dá)到自身重量300倍的時(shí)間最短，為260 s；吸收0.9%的NaCl 溶液后達(dá)到自身重量40倍時(shí)的時(shí)間最短，為120 s。但是進(jìn)一步增大吸收劑量，聚合物的吸液速度也不會(huì)增大，這可能是因?yàn)槲談┝康脑龃笫咕酆衔镂畼渲慕宦?lián)度增大，從而吸液速度也變快，但是持續(xù)增大的吸收劑量對(duì)吸水樹脂交聯(lián)度增大的貢獻(xiàn)不再明顯，因此吸液速度不再發(fā)生變化。

在輻射合成聚丙烯酸類吸水樹脂過(guò)程中，丙烯酸是反應(yīng)單體，可用N-羥甲基丙烯酰胺和N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺作為聯(lián)劑，交聯(lián)劑的用量直接影響著聚合產(chǎn)物的交聯(lián)度，交聯(lián)度的大小決定了聚丙烯酸類吸水樹脂三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和完整性，從而影響聚丙烯酸類吸水樹脂的溶脹性能。通常情況下，交聯(lián)劑的用量越多，聚丙烯酸類吸水樹脂的交聯(lián)度越高，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密，溶脹性能越好，但是該趨勢(shì)有一頂點(diǎn)，因?yàn)榻宦?lián)度的繼續(xù)增大會(huì)導(dǎo)致三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，水分子更難以進(jìn)入，從而導(dǎo)致聚丙烯酸類吸水樹脂的溶脹性能下降。例如在唐剛等［15］的研究中，交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺的用量為原料總質(zhì)量的0.375%時(shí)，聚合物的吸水溶脹性能最優(yōu)，24 h 的吸蒸餾水倍率最高可達(dá)1 800 g/g 以上，并且聚合物的機(jī)械強(qiáng)度也較好。

以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，輻射聚合得到的丙烯酸-丙烯酰胺聚合物也是一種常用的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂，丙烯酸首先與氫氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為丙烯酸鈉，再加入丙烯酰胺，然后在輻照條件下進(jìn)行聚合，反應(yīng)完成后，經(jīng)干燥和粉碎即得到吸水樹脂，單體的配比對(duì)吸水樹脂的性能也具有較大影響：丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團(tuán)-NH2，-NH2可與丙烯酸中的-OH和-COOH發(fā)揮協(xié)同作用，因此隨著丙烯酰胺用量的增加，丙烯酸-丙烯酰胺吸水樹脂的吸水性能逐漸增大，當(dāng)增大到一定程度后，過(guò)量的丙烯酰胺不能參與聚合反應(yīng)，因此會(huì)導(dǎo)致吸水性能下降。謝洪科等［16］的研究中，丙烯酰胺的用量為原料總質(zhì)量的12.5%時(shí)，聚丙烯酸-丙烯酰胺吸收蒸餾水達(dá)到自身重量300 倍的時(shí)間最短，為280 s；吸收0.9%的NaCl 溶液達(dá)到自身重量40 倍時(shí)的時(shí)間最短，為160 s。

除了吸收劑量、交聯(lián)劑用量之外，輻射聚合過(guò)程中使用的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等也影響著聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能，然而由于高能γ 射線的輻照，單體原料被電離后處于亞穩(wěn)態(tài)，聚合反應(yīng)可以在低溫條件下進(jìn)行，因此反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)溶脹性能的影響與傳統(tǒng)的聚合工藝類似。

4 電子束輻照噴淋法合成聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂

我們?cè)O(shè)計(jì)了一種電子束輻照噴淋法合成聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的方法，輻射源選用Rhodotron TT200 電子加速器，電子束能量為10 MeV，電流為10 mA。具體研究了輻射聚合裝置、吸收劑量和表面交聯(lián)劑用量等對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂性能的影響。

4.1 輻射聚合裝置

在輻射聚合裝置中，電子束通過(guò)掃描窗形成射線幕簾，霧化設(shè)備的噴頭位于射線幕簾的一側(cè)，霧化設(shè)備噴出的物料液滴垂直通過(guò)射線幕簾區(qū)域，物料能夠均勻地接受電子束的輻照，聚合形成均勻的凝膠顆粒。在此基礎(chǔ)上，共設(shè)計(jì)了三種合成裝置。（1）電子束通過(guò)立式掃描窗形成垂直射向地面的射線幕簾，霧化設(shè)備的噴頭設(shè)置在射線幕簾的一側(cè)；這種裝置由于電子束射向地面，可降低周圍屏蔽墻體的防護(hù)程度，接料系統(tǒng)可安裝至地面上，然而接料系統(tǒng)會(huì)受到電子束輻照，因此對(duì)接料系統(tǒng)的材質(zhì)要求較高。（2）電子束通過(guò)安裝在地下的立臥式掃描窗形成垂直射向墻體的射線幕簾，霧化設(shè)備噴頭設(shè)置在射線幕簾的一側(cè)；這種裝置對(duì)正對(duì)電子束的吸收屏蔽墻的屏蔽工程要求高，因此可以將其設(shè)置在地下室，利用地下土層來(lái)吸收多余劑量，接料系統(tǒng)也避開了電子束的輻照，對(duì)其材質(zhì)要求有所降低，然而霧化設(shè)備的噴頭與射線幕簾的距離要調(diào)整至合適位置，來(lái)保證物料的吸收劑量達(dá)到工藝要求。（3）電子束通過(guò)安裝在地下的平臥式掃描窗形成垂直射向墻體的射線幕簾，霧化設(shè)備噴頭設(shè)置在射線幕簾的上方或下方；這種裝置可將霧化設(shè)備噴頭設(shè)置地離射線幕簾較遠(yuǎn)些，既保證物料的霧滴能夠穿過(guò)射線幕簾獲得吸收劑量，又不存在噴頭距離電子束過(guò)近堵塞噴嘴的問(wèn)題，同時(shí)接料系統(tǒng)也避開了電子束的直接輻照，對(duì)接料系統(tǒng)的材質(zhì)要求也較低。

因此，可選用第三種裝置做為最優(yōu)選的輻射聚合裝置，但限于目前國(guó)內(nèi)用于輻射加工的10 MeV電子加速器僅有第一種裝置，試驗(yàn)只能選擇第一種。試驗(yàn)過(guò)程中的劑量為公式推導(dǎo)的理論值，并非通過(guò)薄膜劑量計(jì)讀取的實(shí)測(cè)值，且裝置產(chǎn)生的軔致輻射劑量予以忽略（掃描窗周邊的軔致輻射劑量約為6 kGy/d）。設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2所示。具體合成過(guò)程為：首先將聚合單體（丙烯酸或甲基丙烯酸）用30%的NaOH 溶液中和至中和度為65%～80%，然后與次單體、交聯(lián)劑、助劑等混合均勻，得混合料液，隨后將混合料液經(jīng)過(guò)霧化設(shè)備噴頭轉(zhuǎn)化成霧狀的液滴，液滴經(jīng)過(guò)射線幕簾，進(jìn)行聚合可得到凝膠顆粒，通過(guò)調(diào)節(jié)霧化后的物料通過(guò)射線幕簾的速度來(lái)調(diào)節(jié)吸收劑量，控制在20～40 m/min，吸收劑量控制在1～5 kGy，輻射聚合后得到的物料呈多孔狀球形膠粒。收集膠粒，加入表面交聯(lián)劑，在150°C 左右烘箱內(nèi)加熱進(jìn)行表面交聯(lián)，過(guò)150 μm的篩網(wǎng)，即得成品吸水樹脂［18］。

圖2 電子束輻照噴淋法合成聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Equipment structure diagram of synthesis of poly(acrylic acid)super water absorbent for medical use by electron beam radiation spray

4.2 吸收劑量和表面交聯(lián)劑用量

為了驗(yàn)證本方法的具體效果，進(jìn)行了多組試驗(yàn)，此處列出部分所得產(chǎn)品性能良好的6組，分別記為S1～S6。

對(duì)上述6組試驗(yàn)中得到的吸水樹脂產(chǎn)品進(jìn)行吸收倍率和吸收速度測(cè)試。吸收倍率的測(cè)試：稱取0.2 g 吸水樹脂產(chǎn)品，裝入茶袋中，將茶袋浸泡于足量的0.9%NaCl溶液中30 min，然后取出，于靜止?fàn)顟B(tài)下懸掛滴液10 min 后，稱量吸水樹脂吸水后重量的增加量與吸水前的重量比，單位為g/g；吸收速度的測(cè)試：將50 mL的0.9%NaCl溶液裝入帶有轉(zhuǎn)子的燒杯中，以600 r/min的速度進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入2 g吸水樹脂產(chǎn)品，進(jìn)行攪拌，從加入吸水樹脂開始到漩渦消失的時(shí)間記為吸收速度，單位為s。測(cè)試結(jié)果如圖3所示，吸收倍率約為70 g/g、吸收速度約為20 s?？梢钥闯?，當(dāng)吸收劑量為1～5 kGy，表面交聯(lián)劑用量為原料總用量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的8%～12%時(shí)，得到的吸水樹脂產(chǎn)品具有較好的溶脹性能。

各組試驗(yàn)中原料配方及吸收劑量等如表1 所示。各組試驗(yàn)中用到的表面交聯(lián)劑包括有機(jī)表面交聯(lián)劑1～5 份、金屬化合物1～1.5 份、水2～5 份、有機(jī)溶劑1～5份，其中有機(jī)表面交聯(lián)劑包括聚縮水甘油基化合物、多元醇、多異氰酸酯等。各組試驗(yàn)中用到的表面交聯(lián)劑的量有所不同，具體用量見表1。

圖3 各組試驗(yàn)中得到的吸水樹脂產(chǎn)品的吸鹽水性能Fig.3 Absorption performance of super absorbent resins in tests

表1 各組試驗(yàn)中的原料配方及吸收劑量Table1 Formula and absorbed dose in tests

為了整體評(píng)價(jià)采用本方法得到的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的性能，參照GB/T 22875-2018《紙尿褲和衛(wèi)生巾用高吸收性樹脂》［19］中的方法進(jìn)行了相關(guān)性能檢測(cè)，檢測(cè)得到吸水樹脂中丙烯酸殘留單體的量在530～566 mg/kg、揮發(fā)物含量≤7.3%、pH=6.7～7.1?？梢?，本方法得到的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的醫(yī)學(xué)性能指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)要求；本方法得到的吸水樹脂密度為0.5～0.6 g/cm3，粒徑分布為：粒徑為45～106 μm 的顆粒占比≤2%、粒徑＜45 μm 的顆粒占比≤0.6%，且吸水樹脂呈均勻的亮白色，吸水樹脂的尺寸和外觀良好。

同時(shí)，為了全面評(píng)價(jià)采用本方法得到的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能，參照GB/T 22875?2018《紙尿褲和衛(wèi)生巾用高吸收性樹脂》的方法，使用0.9%NaCl溶液進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果加壓吸收量約18 g/g、保水量約27 g/g，與市場(chǎng)上的吸水樹脂產(chǎn)品住友SA60S（懸浮聚合法）、觸媒CAW101（粉碎法）、臺(tái)速保FN283（粉碎法）相比［20］，本方法得到的聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的吸收速度最快，且吸收倍率、加壓吸收量和保水量等均符合國(guó)標(biāo)要求。目前該項(xiàng)目已進(jìn)入中試生產(chǎn)階段，采用該方法得到的吸水樹脂產(chǎn)品直接通過(guò)輻射聚合反應(yīng)形成了凝膠顆粒形態(tài)，無(wú)需對(duì)物料進(jìn)行清洗除雜、切割、粉碎等，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，大大提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)論

作為一種新型的聚合物合成工藝，輻射聚合具有傳統(tǒng)聚合工藝不具有的優(yōu)點(diǎn)，聚合過(guò)程清潔無(wú)污染、效率高，得到的聚合產(chǎn)物性能可控，因此采用輻射聚合工藝制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂也已成為高吸水性樹脂領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。特別是采用噴淋法輻射聚合時(shí)，其產(chǎn)物為多孔球形膠粒，比表面積大，產(chǎn)品性能比傳統(tǒng)膠粒具有更大的抗壓與反滲性。聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂是一種典型的高吸水性樹脂，通過(guò)分子結(jié)構(gòu)中存在的大量親水基團(tuán)和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高吸水性和保水能力，其吸水性主要通過(guò)溶脹性能來(lái)表示，溶脹性能通過(guò)吸水倍率、吸水速度、保水量等性能參數(shù)來(lái)表征。輻射聚合中，中和度、吸收劑量、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等合成條件，主要通過(guò)影響聚合物的交聯(lián)度、聚合反應(yīng)的程度、聚合物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密度等對(duì)聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂的溶脹性能產(chǎn)生影響。

盡管目前采用輻射聚合制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂大多還處于試驗(yàn)研發(fā)階段，但是通過(guò)改進(jìn)具體的合成工藝，我們已經(jīng)取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果，已具有中試生產(chǎn)的潛力，相信隨著輻射聚合工藝的進(jìn)一步研究，采用輻射聚合法制備聚丙烯酸類醫(yī)用吸水樹脂一定能盡早地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，并獲得良好的成果。