AA-AMPS-LDH插層聚合及有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合高吸水樹(shù)脂的制備與性能研究.pdf

1、高吸水性樹(shù)脂具有優(yōu)異的吸水及保水性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中，但耐鹽及耐熱性不足。水滑石（LDH）是一種以天然礦物的形式存在的典型的多功能陰離子層狀粘土，并且可以人工合成。本文為了改善高吸水樹(shù)脂的耐鹽性及耐熱性，以水滑石為主體，以丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）為客體，采用離子交換法分別制備了AA、AMPS單插層的LDH（AA-LDH或AMPS-LDH）以及AA和AMPS共插層的LDH（AA/A

2、MPS-LDH）；并以具有限域空間的LDH作為“納米反應(yīng)器”，實(shí)現(xiàn)了客體在LDH層間的自由基聚合；此外，還通過(guò)插層-原位聚合法制備了有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合高吸水樹(shù)脂并對(duì)其吸水性能進(jìn)行了深入研究。主要工作如下： 1.以鎂鋁硝酸根水滑石（MgAl-NO3-LDH）為前體，以AA、AMPS為客體，采用離子交換法分別制備了單插層的AA-LDH或AMPS-LDH以及共插層的AA/AMPS-LDH，并用XRD、FT-IR、ICP和元素分析法對(duì)其進(jìn)行了

3、表征。結(jié)果表明：隨著投入量AMPS與AA摩爾比的增加，（003）衍射峰的2θ角向小角度方向移動(dòng)，d003值逐漸增大，但所有2θ與d003的值都處于AA、AMPS單獨(dú)插層LDH的2θ與d003值之間，且AA與AMPS的實(shí)際插入量與投料量基本一致。 2.以具有限域空間的LDH為“納米反應(yīng)器”，過(guò)硫酸鉀（K2S2O8）為引發(fā)劑，成功實(shí)現(xiàn)了客體在LDH層間的聚合，用XRD、TG-DTA對(duì)其結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：發(fā)生層間聚合后

4、LDH的（003）衍射峰的2θ角向大角度方向移動(dòng)，d003值變小；共插層的LDH發(fā)生層間聚合后熱穩(wěn)定性提高。 3.利用CO32-強(qiáng)離子交換特性成功置換出了LDH層間聚合物P（AA-co-AMPS）。經(jīng)GPC測(cè)定，以混合的磷酸鹽溶液為參比，當(dāng)投料比nAA：nAMPS=1：9，6：4和9：1時(shí)，共聚物的數(shù)均分子量（Mn）分別為50010、20000和20933g/mol。 4.以AA、AMPS為原料，過(guò)硫酸鉀（K2S2O8）

5、為引發(fā)劑，N，N’二甲基雙丙烯酰胺（NMBA）為交聯(lián)劑，分別以NO3-LDH、AMPS-LDH、AA/AMPS-LDH為添加劑，在nAA：nAMPS=85：15，中和度90%，單體濃度35%，交聯(lián)劑用量0.05%（占單體質(zhì)量的比例，下同），引發(fā)劑用量0.1%，添加劑用量5%，反應(yīng)溫度75℃的條件下，采用水溶液聚合法制備了有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合高吸水樹(shù)脂。研究結(jié)果表明： （1）添加AA/AMPS-LDH的高吸水樹(shù)脂吸液率、吸水速率、熱穩(wěn)定性

6、等性能優(yōu)于純有機(jī)樹(shù)脂及添加NO3-LDH的樹(shù)脂，其中AA/AMPS-LDH添加量為5%的樹(shù)脂與純有機(jī)樹(shù)脂比較，吸水率、吸鹽率（0.9% NaCl溶液）、熱穩(wěn)定性分別提高了27.7%、51.5%與50℃左右。 （2）在不同鹽溶液、不同鹽濃度下對(duì)添加AA/AMPS-LDH、NO3-LDH的樹(shù)脂的吸液能力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明添加AA/AMPS-LDH的樹(shù)脂性能均優(yōu)于添加NO3-LDH的樹(shù)脂。 （3）XRD與FT-IR表征證明，