论文部分内容阅读
高吸水树脂是一类具有特殊吸水功能的新型高分子聚合物材料,主要由适当交联密度的三维网络状结构组成。结构中通常含有羧基(-COOH)、磺酸基(-S03H)、羟基(-OH)等离子型强亲水性官能团。高吸水树脂特殊的性能主要包括高吸水性和高保水性,可以在常压下吸收自身质量数百倍的水,而且在一定的温度和压力下具有良好的保水性能,如今已被普遍应用在卫生产品、农业、医疗、环保等领域。层状矿物材料的表面通常含有较多的羟基和活性点,矿物颗粒的比表面积较大,而且层间的阳离子可以被交换。添加层状矿物材料合成P(AA-AM)/层状矿物复合高吸水树脂,可以提高复合树脂的综合性能,如吸液倍率、吸液速率、热稳定性和吸水后的凝胶强度,同时还可以拓宽层状矿物材料的应用范围,并降低生产成本。本实验以过硫酸钾(K2S208)-亚硫酸钠(Na2SO3)作为氧化还原体系引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为主要有机反应物,分别添加绢云母(Sericite)、皂土(Bentonite)和蒙脱土(Montmorillonite)三种层状矿物材料,采用快速水溶液聚合法,除去氮气保护的条件,制备P(AA-AM)/层状矿物复合高吸水树脂。分别考察了反应温度、引发剂用量、交联剂用量、丙烯酸中和度、单体配比、层状矿物材料添加量等实验反应条件对吸液倍率的影响。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)和X射线衍射(XRD)等研究手段对复合高吸水树脂的结构进行了表征,并初步探讨了P(AA-AM)/层状矿物复合高吸水树脂的合成反应机理。最后,采用甘油、三氯化铝、乙醇和水组成的表面交联改性液,在170℃的条件下,对合成的P(AA-AM)/层状矿物复合高吸水树脂进行表面交联改性。采用FTIR和SEM对表面交联改性后的复合树脂进行结构表征,测定改性后的吸水速率和保水性能,初步探讨了表面交联改性机理。经过表面交联改性后的树脂吸水倍率比未改性前低,但是吸液速度变快,吸液后的凝胶体积蓬松,表面更加干爽。