【摘 要】
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高吸水保水材料是指分子结构呈三维网络状、具有适当交联度、在分子结构中含有大量强亲水性基团的功能性高分子材料。由于该类物质在分子结构和官能团方面的特点,在水中表现
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高吸水保水材料是指分子结构呈三维网络状、具有适当交联度、在分子结构中含有大量强亲水性基团的功能性高分子材料。由于该类物质在分子结构和官能团方面的特点,在水中表现出只能溶胀而不溶解。该类材料能够吸收大量水分,按照合成材料及合成方法的不同吸水材料可以吸收数百至数千倍不等的水分,并且吸水后的凝胶体能够保持吸收水分较长时间不流失,保水性能良好。
本研究以有机原料(丙烯酰胺和丙烯酸)为主,掺加适量无机原料(粉煤灰),合成出粉煤灰/聚丙烯酸—丙烯酰胺高吸水保水复合材料。实验中选用正交实验方法来安排实验,考察分析了丙烯酰胺用量、粉煤灰用量、交联剂用量、丙烯酸中和度、引发剂用量等五项单因素变化对复合材料吸水保水性能的影响。经过单因素实验得出适宜的合成条件:反应温度75℃,丙烯酰胺用量为50％,交联剂用量为0.08%,粉煤灰用量为20%,引发剂用量为0.2%,丙稀酸单体中和度为85%,在此条件下合成的复合材料性能较优而且成本较低。经性能测试,复合材料对蒸馏水、自来水、生理盐水的最大吸液倍率分别为875g/g、426g/g、103g/g;复合材料在50℃高温下干燥20小时或在25℃下干燥6天,仍能保持50%的饱和吸水量,说明其保水性能较好;在0.9%氯化钠溶液、自来水和蒸馏水中多次使用,复合材料仍具有较高的吸液能力,其三次重复使用平均吸液倍率分别是60g/g、277g/g和596g/g。
该复合材料采用电厂废弃物粉煤灰与聚丙烯酸系吸水保水材料复合的方法制备吸水保水复合材料,既解决了纯有机材料成本昂贵、环境形容性差的技术难题,又解决了无机材料吸水保水能力差的不足。同时,在复合材料中掺加使用粉煤灰,提高了粉煤灰产品的附加值,为粉煤灰的资源化研究和开发利用开辟了新的途径。
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