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超吸水性材料是一种吸水能力特别强,而且保水能力也非常好的特殊功能高分子材料。在国民经济的众多领域获得了广泛的应用。 本文从粘土的结构层型、层电荷、层间距、阳离子交换容量、比表面积和膨胀率等各方面综合比较研究粘土矿物的性质,选择了高岭土、膨润土和绢云母这三种粘土矿物作为无机填料,制备粘土—有机聚合物超吸水性复合材料。该方法不仅可以显著地降低生产成本而且能有效地发挥粘土作为功能填料的作用,改善该超吸水性复合材料的综合性能。 本文以硝酸铈铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,使淀粉、粘土接枝共聚丙烯酰胺,经过水解,洗涤,干燥,粉碎制得粘土-淀粉接枝共聚丙烯酰胺的超吸水性复合材料。该复合材料吸蒸馏水和0.9%NaCl溶液的倍数分别为3010g.g-1和138g.g-1。该超吸水性复合材料在室温下干燥10天后的保水率为85%,在60℃2条件下加热24小时后的保水率为45%。 本文较详尽地探讨了超吸水性复合材料的合成条件,并系统地研究了影响超吸水复合材料吸水倍率的各种因素。例如:粘土的种类及粘土的用量、淀粉的种类及淀粉的用量、交联剂的用量、引发剂的用量、水解度(氢氧化钠的用量)、水解时间、外部盐溶液的种类及浓度等条件。 在理论研究方面,利用X射线粉晶衍射光谱、红外吸收光谱、热重分析法、示差扫描量热法、电化学分析等方法对超吸水性复合材料的吸水性能与超吸水性复合材料的组成基团以及结构关系进行了深入探讨。这对于超吸水性复合材料制备的合成路线设计以及性能研究提供了一定的理论依据。