PAA-纖維素復(fù)合水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、在聚丙烯酸(PAA)合成過程中添加細(xì)菌纖維素(BC)、微晶纖維素(MCC)溶液，制備不同BC、MCC含量的PAA/BC和PAA/MCC水凝膠復(fù)合材料，并考查其吸水性能、保水性能、金屬離子吸附性能、熱性能、動態(tài)力學(xué)性能等方面，并對其微觀形貌、化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行表征，得出最佳的復(fù)合水凝膠配方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BC、MCC的添加可以有效提高PAA水凝膠的吸水、保水及熱性能，并且添加量為0.6wt％時為最好。從紅外光譜測試看到加入纖維素之后

2、，羥基峰變強(qiáng)，而且基團(tuán)峰都大體相似，說明纖維素的加入不會引入新的特征峰。由掃描電鏡的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，加入纖維素之后的切面部分孔隙明顯增多，而且也比較均勻，使得復(fù)合凝膠具有了較大的儲水空間。
　　將不同配比的丙烯酰胺、丙烯酸單體和纖維素(BC、MCC)進(jìn)行正交試驗(yàn)。將其混合后共聚制得P(AA-co-AM)/纖維素復(fù)合水凝膠。通過進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明，在60wt％和70wt％AM/AA的情況下，復(fù)合水凝膠的吸水性最高，保水能力較

3、強(qiáng)。在BC含量為0.4wt％時，MCC含量為0.4wt％和0.6wt％時，復(fù)合凝膠的的吸水性、保水性、溶脹性能最好，而且加入纖維素的復(fù)合水凝膠的儲能模量大大提高，結(jié)晶度也提高了，機(jī)械性能普遍增強(qiáng)，并且，復(fù)合水凝膠的熔點(diǎn)升高，耐熱性增強(qiáng)。紅外測試表明，丙烯酰胺與丙烯酸確實(shí)發(fā)生了共聚反應(yīng)，纖維素的加入也同樣不會出現(xiàn)新的特征峰。SEM測試結(jié)果表明，添加BC及MCC后復(fù)合水凝膠具有更多的微孔結(jié)構(gòu)，孔隙排列密集均勻。
　　將所制備的性能優(yōu)異

4、的水凝膠進(jìn)行吸附重金屬離子的測試。本文所選的重金屬離子為銅離子。通過吸附測試表明，復(fù)合水凝膠具有較強(qiáng)的吸附重金屬離子的能力，尤其是P(AA-co-AM)復(fù)合水凝膠，其吸附能力更好。在PAA中添加纖維素BC及MCC吸附量變化不大，也可以吸附大部分的銅離子。在P(AA-co-AM)中添加纖維素BC、MCC之后，吸附量明顯增大，可能由于纖維素形成的微孔結(jié)構(gòu)更有利吸水及水中的離子，也由于丙烯酰胺中含有大量的酰胺基團(tuán)等，這些都會有利于吸附銅離子等