高含量丙烯酸膨潤(rùn)土-聚丙烯酸鈉高吸水復(fù)合材料的研究.pdf

1、聚合物/蒙脫土高吸水性復(fù)合材料的研究中，在保證吸水性和保水性等綜合性能的基礎(chǔ)上，蒙脫土的添加量基本都是在較低的水平，降低成本不明顯。本文以堿性鈣基膨潤(rùn)土為原料，采用溶液聚合法通過(guò)特殊工藝用丙烯酸膨潤(rùn)土(簡(jiǎn)稱ABT)和丙烯酸單體制備出高含量丙烯酸膨潤(rùn)土/聚丙烯酸鈉高吸水性復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱HABT/PAA)。對(duì)合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到最優(yōu)的工藝為：交聯(lián)劑用量為單體質(zhì)量的0.3 wt%、引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的1.1wt%、體系總水量為單體質(zhì)量的

2、340 wt%、中和度為64%、ABT用量為單體質(zhì)量的30 wt%、引發(fā)劑分4次加入、堿性鈣基膨潤(rùn)土pH為8.5，在此條件下制備的復(fù)合材料吸附去離子水和0.9%生理鹽水的能力分別為1214 g/g和67g/g。同時(shí)，在80℃恒溫的條件下測(cè)試材料的保水性能，結(jié)果表明，HABT/PAA的保水性能較聚丙烯酸鈉(PAA)好。用SEM及TEM考察堿性鈣基膨潤(rùn)土、丙烯酸膨潤(rùn)土和HABT/PAA的形貌，結(jié)果表明，堿性鈣基膨潤(rùn)土片層呈較緊密的堆疊團(tuán)聚狀

3、態(tài)，而丙烯酸膨潤(rùn)土呈棒狀或小片層的形式分散，且片層之間較疏松，在HABT/PAA中，過(guò)400目以上的ABT以20 nm～30nm的尺寸較均勻、無(wú)序地分散在聚合物基體中，且與聚合物有很好的相容性；由XRD表征結(jié)果可知，丙烯酸膨潤(rùn)土的層間距較堿性鈣基膨潤(rùn)土大0.23nm，而HABT/PAA中5°以下未檢測(cè)到明顯的衍射峰，說(shuō)明丙烯酸單體聚合過(guò)程中可能進(jìn)一步插層進(jìn)入膨潤(rùn)土層間，使得膨潤(rùn)土層間距進(jìn)一步擴(kuò)大或剝離；由綜合熱分析儀分析材料的熱穩(wěn)定性能

4、，結(jié)果表明，含15%丙烯酸膨潤(rùn)土的HABT/PAA和含30%丙烯酸膨潤(rùn)土的HABT/PAA在重量損失明顯的階段的起始失重溫度和最大失重速率時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度(峰溫)均較PAA的高，說(shuō)明膨潤(rùn)土的加入可使聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂的熱穩(wěn)定性提高，隨著膨潤(rùn)土含量的提高復(fù)合材料的耐熱性也增強(qiáng)。
　　 由聚合規(guī)律測(cè)試可知，引發(fā)劑分不同次數(shù)加入時(shí)體系粘度增加速率不同，隨著添加次數(shù)增加而減慢，其中，引發(fā)劑添加次數(shù)為4次時(shí)聚合得到的HABT/PAA吸水