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(yùn)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(yán)重的浪費(fèi)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(guó)內(nèi)外少見的特大型露天易采礦,尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)該礦的開發(fā)研究報(bào)道。本文將這兩種粘土分別和丙烯酸單體進(jìn)行共聚,合成了高吸水性納米復(fù)合材料,不但擴(kuò)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(duì)兩種粘土進(jìn)行了不同的處理。對(duì)

2、黑黛溝煤系高嶺土以醋酸鉀為插層劑,采用干法插層進(jìn)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(jì)算得出:層間距增大到1.15nm,插層率為42.3％。對(duì)蒙西紅土先進(jìn)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(duì)提純后的蒙西紅土進(jìn)行有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)合材料吸水吸鹽水性能的影響。通過正交實(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)合材料的吸水速率、保水性能、凝膠強(qiáng)度和溫度對(duì)吸水性能的影響進(jìn)行了檢測(cè)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)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?？疾炝私宦?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(duì)復(fù)合材料吸水吸鹽水性能的影響。由正交實(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)合材料的吸水速率、保水性能、凝膠強(qiáng)度和溫度對(duì)吸水性的影響進(jìn)行了檢測(cè)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有機(jī)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