聚丙烯酸鈉—粘土納米復(fù)合材料制備及性能研究.pdf

1、內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯、烏海等地伴隨煤層蘊藏著豐富的優(yōu)質(zhì)煤系高嶺土,目前由于開發(fā)利用率低,造成嚴重的浪費和環(huán)境污染。蒙西紅土礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯杭錦旗巴拉貢鎮(zhèn)境內(nèi),成礦穩(wěn)定,水平賦存,礦層巨厚,品位優(yōu)良,是國內(nèi)外少見的特大型露天易采礦,尚未發(fā)現(xiàn)對該礦的開發(fā)研究報道。本文將這兩種粘土分別和丙烯酸單體進行共聚,合成了高吸水性納米復(fù)合材料,不但擴展了兩種粘土的應(yīng)用空間,而且提高了復(fù)合材料的吸水吸鹽性能。本文首先分別對兩種粘土進行了不同的處理。對

2、黑黛溝煤系高嶺土以醋酸鉀為插層劑,采用干法插層進行插層處理;并采用XRD及紅外光譜等表征手段分析證明醋酸鉀已插入煤系高嶺土的層間,由布拉格公式計算得出:層間距增大到1.15nm,插層率為42.3％。對蒙西紅土先進行兩次提純,經(jīng)XRD圖譜分析得知兩次提純后紅土中的石英砂有效去除;而后采用十六烷基三甲基溴化銨對提純后的蒙西紅土進行有機化處理;通過XRD及紅外光譜等手段證明烷基銨鹽通過離子交換結(jié)合到了紅土表面。以部分中和的丙烯酸為單體,通過溶

3、液聚合的方式制備出聚丙烯酸鈉-煤系高嶺土插層高吸水性復(fù)合材料。在單因素實驗中考察了交聯(lián)劑用量、引發(fā)劑用量、單體用量、單體中和度和加土量等因素對復(fù)合材料吸水吸鹽水性能的影響。通過正交實驗得到最佳合成條件,在最佳合成條件下制備得到的復(fù)合材料的吸水及吸鹽水率分別為1758g/g和119.3g/g。此外,還對復(fù)合材料的吸水速率、保水性能、凝膠強度和溫度對吸水性能的影響進行了檢測。通過對比實驗發(fā)現(xiàn),插層煤系高嶺土的加入使得復(fù)合材料的吸水及吸鹽水性

4、能得到很大的提高。采用同樣的聚合方式制備出聚丙烯酸鈉-蒙西紅土高吸水性復(fù)合材料。考察了交聯(lián)劑用量、引發(fā)劑用量、單體用量、單體中和度和加土量等因素對復(fù)合材料吸水吸鹽水性能的影響。由正交實驗得到最佳合成條件,在最佳合成條件下制得的復(fù)合材料吸水及吸鹽水率分別為1362g/g和113g/g。對復(fù)合材料的吸水速率、保水性能、凝膠強度和溫度對吸水性的影響進行了檢測。通過對比實驗發(fā)現(xiàn),有機化蒙西紅土的加入同樣使得復(fù)合材料的吸水及吸鹽水性能得到很大的提