聚丙烯酸鈉高嶺土復(fù)合高吸水性樹(shù)脂一些科研成果

時(shí)間：2014-05-12 09:52:13

作者：世邦機(jī)器

專(zhuān)家采用靜態(tài)水溶液法制備了高填充比例的聚丙烯酸鈉/高嶺土復(fù)合吸水性樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合樹(shù)脂）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合樹(shù)脂對(duì)蒸餾水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%的NaCl溶液的吸水率分別為834g/g和81g/g。傅里葉變換紅外光譜和掃描電鏡表征結(jié)果表明，復(fù)合樹(shù)脂是一種典型的海-島結(jié)構(gòu)，高嶺土嵌入在聚丙烯酸鈉樹(shù)脂內(nèi)，丙烯酸和高嶺土之間存在接枝聚合反應(yīng)，兩者牢固地結(jié)合在一起。復(fù)合樹(shù)脂具有良好的熱穩(wěn)定性，其分解溫度在400℃左右。

專(zhuān)家采用2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（AMPS)和丙烯酸（AA)為單體，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，采用反相懸浮聚合法制備高嶺土復(fù)合的高吸水性樹(shù)脂。理想合成條件是：?jiǎn)误w配比（AMPS:AA)為2.2:1，高嶺土用量為5%〜10%，引發(fā)劑用量為0.16%〜0.18%，交聯(lián)劑用量為0.06%，中和度為90%，制得的高吸水樹(shù)脂吸水倍率為581g/g，吸鹽水倍率為91g/g。

某專(zhuān)家以N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸銨、亞硫酸氫鈉為氧化還原引發(fā)劑，采用水溶液聚合法合成出高嶺土復(fù)合聚丙烯酸鈉-丙烯酰胺高吸水性復(fù)合樹(shù)脂。研究認(rèn)為，高嶺土用途在每個(gè)結(jié)構(gòu)單元層間只有弱的氫鍵或范德華力，水分子容易通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入高嶺土的層間域，并且與結(jié)構(gòu)層兩表面以氫鍵相連接，使高嶺土具有一定的吸水性。在高嶺土生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，添加15%高嶺土的復(fù)合樹(shù)脂的平衡吸水率達(dá)到1083g/g，同時(shí)還提高了樹(shù)脂的凝膠強(qiáng)度。測(cè)試溫度為60℃，添加15%高嶺土后樹(shù)脂的保水性明顯得到改善，脫水速率明顯降低。這可能是由于高嶺土的結(jié)晶起到物理交聯(lián)作用，增大了復(fù)合樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)剛性，使高溫下樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)難以擴(kuò)展，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的水分子受到的網(wǎng)絡(luò)束縛作用增強(qiáng)，從而降低了樹(shù)脂的脫水速率，提高了樹(shù)脂的保水性。又由于高嶺土的層與層之間的相互作用力較弱，使水分子容易通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入高嶺土的層間域，并且與結(jié)構(gòu)層兩表面以氫鍵相連接，也可提高其保水性。

舒小偉等（2005)采用經(jīng)900℃煅燒后的煤系高嶺土與聚丙烯酸鈉合成了超強(qiáng)吸水復(fù)合材料，當(dāng)煅燒煤系高嶺土量為丙烯酸單體質(zhì)量的50%、中和度為90%、引發(fā)劑量為0.3%、交聯(lián)劑量為0.025%時(shí)，所制得的復(fù)合材料吸收蒸餾水率可達(dá)940g/g，吸收自來(lái)水率可達(dá)325g/g。成本顯著降低，達(dá)到了國(guó)家“863”項(xiàng)目指標(biāo)要求。