高含量丙烯酸膨潤土-聚丙烯酸鈉高吸水復合材料的研究.pdf

1、聚合物/蒙脫土高吸水性復合材料的研究中，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土為原料，采用溶液聚合法通過特殊工藝用丙烯酸膨潤土(簡稱ABT)和丙烯酸單體制備出高含量丙烯酸膨潤土/聚丙烯酸鈉高吸水性復合材料(簡稱HABT/PAA)。對合成工藝進行了優(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、堿性鈣基膨潤土pH為8.5，在此條件下制備的復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，在80℃恒溫的條件下測試材料的保水性能，結果表明，HABT/PAA的保水性能較聚丙烯酸鈉(PAA)好。用SEM及TEM考察堿性鈣基膨潤土、丙烯酸膨潤土和HABT/PAA的形貌，結果表明，堿性鈣基膨潤土片層呈較緊密的堆疊團聚狀

3、態(tài)，而丙烯酸膨潤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400目以上的ABT以20 nm～30nm的尺寸較均勻、無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表征結果可知，丙烯酸膨潤土的層間距較堿性鈣基膨潤土大0.23nm，而HABT/PAA中5°以下未檢測到明顯的衍射峰，說明丙烯酸單體聚合過程中可能進一步插層進入膨潤土層間，使得膨潤土層間距進一步擴大或剝離；由綜合熱分析儀分析材料的熱穩(wěn)定性能

4、，結果表明，含15%丙烯酸膨潤土的HABT/PAA和含30%丙烯酸膨潤土的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所對應的溫度(峰溫)均較PAA的高，說明膨潤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，隨著膨潤土含量的提高復合材料的耐熱性也增強。
　　 由聚合規(guī)律測試可知，引發(fā)劑分不同次數(shù)加入時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次時聚合得到的HABT/PAA吸水