纖維與水凝膠復(fù)合材料的制備與應(yīng)用.pdf

1、聚丙烯酸(Polyacrylic acid，PAA)樹脂是一種輕度交聯(lián)的高吸水性高分子聚合物，廣泛應(yīng)用于農(nóng)林園藝、衛(wèi)生用品等領(lǐng)域。然而，大于100目（粒徑小于150μm）的樹脂粉末吸水后容易形成“團(tuán)粒子”，從而造成凝膠阻塞，因此常被回收重新造粒。為了合理利用這部分細(xì)小樹脂粉末，本論文以丙烯酸(Acrylic acid，AA)為單體，在紫外光引發(fā)過程中加入微晶纖維素(Microcrystalline cellulose，MCC)以構(gòu)建半互

2、穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備聚丙烯酸/微晶纖維素(Polyacrylic acid/microcrystalline cellulose，PAA/MCC)復(fù)合高吸水性樹脂;采用層壓復(fù)合技術(shù)，將制備的大于120目（粒徑小于125μm）的PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂以干粉的形式添加到兩層紙頁之間，通過膠粘劑層合得到具備高吸液性能的類似“三明治”的紙基功能材料。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂的制備
　　以

3、丙烯酸和微晶纖維素為原料，紫外光引發(fā)聚合得到PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂。在制備過程中，MCC可提供合成PAA/MCC高吸水性樹脂的偶合點(diǎn)，從而提高合成樹脂的吸液性能。結(jié)果表明，當(dāng)MCC加入量為1.0％（以AA為基準(zhǔn)）時(shí)，PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂表面凹凸不平，孔隙較多，吸液效果最佳。此時(shí)，飽和吸水倍率為548.8 g/g，相較于未添加MCC時(shí)增大了28.61％;飽和吸鹽水倍率(0.9％ NaCl)為53.6 g/g，相較于未添加

4、MCC時(shí)增大了38.86％。另外，1.0 gPAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂吸收100.0 g去離子水的時(shí)間為24.50 s，比未添加MCC時(shí)快了10.31s;吸收20.0g0.9％ NaCl溶液的時(shí)間為17.35 s，比未添加MCC時(shí)快了4.63 s。
　　(2)高吸水紙的制備
　　利用合成的大于120目(粒徑小于125μm)的PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂和不同類型膠黏劑，采取層壓復(fù)合技術(shù)制備高吸水紙，并對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行

5、優(yōu)化。選取陽離子淀粉(Cationic starch，CS)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)和羧甲基纖維素鈉(Sodium carboxymethyl cellulose，CMC)三種膠粘劑，考察不同膠黏劑比例兩兩復(fù)配使用后的粘結(jié)性能，同時(shí)評(píng)價(jià)其對(duì)紙頁強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，采用PVA和CMC組成的復(fù)配膠粘劑，層壓復(fù)合獲得的紙頁的綜合性能最好，其中濕內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度增幅顯著。在最佳膠粘劑用量下（7 g/m2，PVA/CM

6、C復(fù)配比例為3∶2），進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化層壓復(fù)合工藝條件。結(jié)果表明，當(dāng)PAA/MCC復(fù)合高吸水性樹脂加入量為2 g/m2，層壓壓力為300kPa，加壓時(shí)間為210 s，加熱溫度為105℃時(shí)，制備的高吸水紙撕裂指數(shù)為10.27 mN·m2·g-1，對(duì)去離子水和0.9％ NaCl溶液的吸收倍率分別為546.7 g/m2和55.3g/m2（包括兩層基紙的吸水量），與PAA/MCC本身相近，但是高吸水紙與水接觸時(shí)，接觸角的角度