明膠—蒙脫土相互作用機(jī)理及性能研究.pdf

1、明膠作為一種天然兩性聚電解質(zhì)，其分子鏈上可帶大量正負(fù)電荷；而蒙脫土(MMT)是一種天然層狀硅酸鹽，片層上的電荷分布也十分復(fù)雜，這些決定了明膠與MMT具有特殊的相互作用過程。根據(jù)明膠的插層特點(diǎn)，以表面活性劑(Surf)修飾明膠然后再進(jìn)行插層，將對明膠與MMT的插層效果及材料的性能產(chǎn)生影響。這對于豐富插層理論，開辟明膠等蛋白質(zhì)類材料高性能化的新途徑具有重要的理論和應(yīng)用雙重價(jià)值。 本論文利用X射線衍射、原子吸收光譜、熱失重等手段對不同

2、反應(yīng)時(shí)間的插層產(chǎn)物進(jìn)行表征，以確定插層反應(yīng)過程。通過改變插層反應(yīng)條件(如反應(yīng)物配比，初始濃度，明膠溶液pH值，反應(yīng)溫度等)對插層反應(yīng)的熱力學(xué)進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，插層反應(yīng)進(jìn)行得很快，5min后插層產(chǎn)物已處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，明膠的插入量也保持恒定。除反應(yīng)溫度外，其它反應(yīng)條件的變化均會(huì)影響插層產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，插層反應(yīng)為焓驅(qū)動(dòng)過程。 采用紫外分光光度計(jì)、粒度儀、電導(dǎo)率儀等儀器，對明膠與MMT相互作用過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了測試，并研究了

3、反應(yīng)條件對二者相互作用過程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，明膠與MMT接觸后，先發(fā)生絮凝作用，繼而發(fā)生解絮凝與解吸附，解吸附過程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。反應(yīng)溫度降低，反應(yīng)物配比減小，明膠溶液pH值減小會(huì)使解吸附速率減小。 Surf與明膠在不同條件下(Surf的種類、濃度、明膠pH值)相互作用后，再與MMT插層制備明膠-Surf/MMT復(fù)合材料，并對其溶脹性能及力學(xué)性能進(jìn)行測定，分析了影響復(fù)合材料性能的主要因素。研究結(jié)果表明：明膠-Surf復(fù)合