聚焦單模微波輻射合成P(AA-AM)-有機蒙脫土高吸水性樹脂的研究.pdf

1、高吸水性樹脂(SAR)是一種具有三維交聯網狀結構的新型功能高分子材料，能通過水合作用迅速吸收自重幾十倍乃至上千倍的液態(tài)水而呈凝膠狀，且保水性好。高吸水性樹脂在過去幾十年里受到極大的關注并已被廣泛地應用于衛(wèi)生用品、建筑材料、農林園藝、環(huán)境保護等領域。蒙脫土屬親水性層狀硅酸鹽粘土礦物材料，經有機化改性后具有較大的比表面積，可較好地與有機單體進行復合制備高吸水性樹脂。微波是頻率為300MHz-300GHz的高頻電磁波，在高聚物合成過程中，采用

2、單模微波加熱技術可以極大地提高化學反應速度，并且使反應更加精確，容易控制，有很好的反應重現性，確保樣品在反應過程的任何時刻所吸收的能量都是最優(yōu)化的。
　　 雖然微波輻射制備高聚物/無機礦物復合材料在高吸水性樹脂領域并非新穎，但在合成工藝上采用美國CEM公司研制的Discover聚焦單模微波精確有機合成系統(tǒng)，通過內置系統(tǒng)軟件控制反應條件，比以往的多模微波輻射法更能精確的控制反應條件，以實現對有機蒙脫土(OMMT)和高性能吸水樹脂的

3、快速合成。目前利用聚焦單模微波輻射法制備高吸水性樹脂還極少有人研究，尚屬探索階段。
　　 本研究在聚焦單模微波輻射合成聚（丙烯酸-丙烯酰胺）高吸水性樹脂研究的基礎上，首先采用聚焦單模微波輻射法制備了有機蒙脫土，探討了有機改性劑用量、單模微波反應時間、輻射功率、反應溫度等對蒙脫土層間距的影響。表明在有機改性劑用量為蒙脫土質量的50％，單模微波反應溫度為70℃，反應時間為2min，微波功率為150W的條件下，蒙脫土的層間距由1.23

4、nm增加到最大3.94nm。在此基礎上又對聚焦單模微波輻射下丙烯酸（AA）和丙烯酰胺(AM)復合蒙脫土的水溶液聚合反應進行了研究，合成了P(AA-AM)/有機蒙脫土高吸水性樹脂，探討了丙烯酸中和度、單體配比、交聯劑用量、引發(fā)劑用量、單模微波功率、輻射時間和有機蒙脫土用量等對樹脂吸液倍率的影響。結果表明:在單模微波功率為150W，AA∶AM∶OMMT的質量比為10.0∶2.5∶0.8，丙烯酸中和度為75％，引發(fā)劑用量和交聯劑用量分別為單體

5、質量分數的0.7％和0.02％的條件下，單模微波輻射60s時合成的高吸水性樹脂吸水倍率達1520g·g-1，在質量分數為0.9％的食鹽水中的吸液倍率達165g·g-1，且其具有較高的吸水速率（35min就可達到飽和吸液倍率的90％）和較好的保水性能（復合樹脂在60℃恒溫烘烤10h后的保水率尚為30％）。
　　 通過X-射線衍射(XRD)對產物結晶狀態(tài)進行分析，證明了蒙脫土經過有機改性劑改性后層間距明顯增大，與AA和AM共聚后形成