高吸水復(fù)合材料的制備及性能表征.pdf

1、高吸水樹脂，是一種具備三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的親水型功能高分子材料。由于其獨(dú)特的吸水保水性能，高吸水樹脂在個人衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、園林等多個行業(yè)有廣泛應(yīng)用。但成本高、綜合性能差等因素制約了其發(fā)展。無機(jī)粘土具有成本低、來源廣、環(huán)境友好、可復(fù)合性好等優(yōu)點(diǎn)。本文通過添加無機(jī)粘土，制備了兩個系列的有機(jī)無機(jī)復(fù)合高吸水樹脂，并對其進(jìn)行相關(guān)表征和測試。具體工作如下:
　　1、制備有機(jī)蒙脫土復(fù)合高吸水樹脂
　　(1)采用十六烷基三甲基溴化銨對市售鈉基蒙脫

2、土進(jìn)行有機(jī)改性。本實(shí)驗選用的引發(fā)劑為過硫酸銨，選用的交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，合成方法為水溶液聚合法，以丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為單體，接枝淀粉，添加經(jīng)有機(jī)改性的鈉基蒙脫土，制備了丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-淀粉-有機(jī)蒙脫土復(fù)合高吸水樹脂。
　　(2)利用X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FT-IR)和掃描電鏡(SEM)對產(chǎn)物的組成和微觀形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。XRD測試表明經(jīng)有機(jī)改性后的蒙脫土的片層間距顯

3、著增大，F(xiàn)T-IR表明產(chǎn)物間發(fā)生了聚合反應(yīng)，SEM表明產(chǎn)物的表面形貌具有褶皺、粗糙的特點(diǎn)。
　　(3)通過單因素實(shí)驗法優(yōu)化了工藝合成條件。最佳反應(yīng)溫度60℃，以丙烯酸為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)劑APS用量0.9％，交聯(lián)劑MBA的用量0.05％，有機(jī)蒙脫土用量8.0％，AMPS添加量為10％所得的產(chǎn)物性能最好。制備的丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-淀粉-有機(jī)蒙脫土復(fù)合高吸水樹脂在蒸餾水中的吸水倍率達(dá)到974g/g，在濃度為0.9％的Na

4、Cl溶液中的吸鹽水倍率達(dá)到316g/g。
　　2、制備硅藻土復(fù)合高吸水樹脂
　　(1)采用焙燒的方法，對硅藻土進(jìn)行提純。以丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為單體，接枝淀粉，添加硅藻土，本實(shí)驗采用的引發(fā)劑為過硫酸銨，交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，采用的聚合方法為水溶液聚合法，制備了丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-淀粉-硅藻土復(fù)合高吸水樹脂。
　　(2)利用紅外光譜(FT-IR)和掃描電鏡(SEM)對產(chǎn)物的組

5、成和微觀形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。FT-IR表明產(chǎn)物間發(fā)生了聚合反應(yīng)，SEM表明產(chǎn)物形貌具有粗糙、多褶皺的特點(diǎn)，有助于吸液速率的提高。
　　(3)通過單因素實(shí)驗法優(yōu)化了工藝合成條件。反應(yīng)溫度為75℃，以丙烯酸為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，AM添加量為17％，AMPS添加量為10％的條件下，硅藻土含量為13％，引發(fā)劑APS為0.50％，交聯(lián)劑MBA含量為0.02％，中和度為70％時制備的產(chǎn)物性能最佳。合成的丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-淀粉-硅藻土