KHA改性不同纤维素型多孔吸水海绵基质的制备及性能研究

以腐植酸钾(KHA)、甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素(CMC)等为主要原料,通过磁力搅拌法和冷冻干燥技术制备得到KHA/MC、KHA/HPMC、KHA/CMC三种海绵基质材料。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了表征,并考察了三者对自来水的吸液倍率、保水性及耐酸碱性。结果表明:3种海绵基质形成互穿交联网络,KHA/CMC的网孔结构较前两者均匀致密;KHA/MC、KHA/HPMC、KHA/CMC在2.5 h后的饱和吸自来水率分别为207.9,230.1,292.1 g/g,40℃下、18 h后的保水率分别为27.9%,35.4%和59.6%,说明KHA/CMC型海绵基质具有较好的吸水保水性; KHA/CMC在pH=5～8的范围内吸水倍率都大于200 g/g,pH=7的时候达到最高吸水率279.7 g/g,均高于其他两种合成材料,说明KHA/CMC受pH的影响不太显著。     

羧甲基纤维素接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的研究

以羧甲基纤维素(CMC)和丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液聚合法制备高吸水性树脂。较优的合成条件为:丙烯酸用量为18g时,羧甲基纤维素2 g,去离子水50 g,NaOH 7.2 g,K2S2O8 0.5 g,1 g/L的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶液3mL,反应温度60℃,反应时间1.5h,真空干燥温度60℃。此条件下所得1g产品能吸收去离子水474.2g。测定了树脂对去离子水、自来水、模拟尿、模拟血和生理盐水的吸液倍率,并研究了产品的吸水速率、保水性和再生性。     

改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂的制备和性能研究

以改性聚天冬氨酸（KPAsp）、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素(CMC)为原料,采用水溶液聚合法合成改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素(KPAsp/PAA/CMC)复合高吸水性树脂。通过红外光谱（FTIR）、热重分析(TGA)和扫描电镜（SEM）对产物组成结构、热稳定性和表面形态进行表征。探讨了CMC和AA用量对复合高吸水性树脂吸液性能的影响,结果表明当m(CMC)/m(AA)/m(KPSI)=0.15:3:1时,树脂的吸液性能最佳,在去离子水和0.9% NaCl溶液中的吸水倍率分别达到830 g/g和130 g/g。研究了不同组成KPAsp/PAA/CMC吸水性树脂的盐敏感性、温度敏感性和pH敏感性,以及树脂在人工血、人工尿和不同浓度乙醇水溶液的吸液性能,结果表明复合树脂盐敏感性提高,在盐溶液中的吸液倍率为NaCl>FeCl3>CaCl2;低临界溶解温度(LCST)比KPAsp提高了15℃;在溶液pH=5和pH=9出现了两吸液高峰;在人工血和人工尿中的吸液倍率最大为211 g/g和142 g/g,在50%的乙醇水溶液中吸液倍率最大为295 g/g。     

CMC-g-PAA/APT/HA复合高吸水性树脂的制备与溶胀性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,丙烯酸(AA)为单体,凹凸棒黏土(APT)和腐植酸(HA)为复合组分,采用水溶液聚合法制备了羧甲基纤维素接枝聚丙烯酸/凹凸棒黏土/腐植酸(CMC-g-PAA/APT/HA)环境友好复合高吸水性树脂,用红外光谱(FTIR)进行了结构表征。考查了APT和HA含量对树脂吸水倍率和吸水速率的影响,研究了树脂在不同pH溶液中的溶胀行为以及反复吸水性能。试验结果表明,APT和HA通过其表面的活性基团参与了接枝共聚反应,在体系中引入HA和APT能够显著提高复合高吸水性树脂的吸水能力。在HA含量为5%(质量分数),APT含量为30%(质量分数)时,树脂可达到最优吸蒸馏水倍率为582g/g。该复合高吸水性树脂在pH值在4～11范围内时具有较高的吸水性能,表现出优异的pH稳定性。经过5次反复溶胀后,该复合吸水树脂仍能达到424g/g的吸水倍率,较不含APT和HA样品提高了近44%。     

改性羽毛蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂的制备与吸水性能

以改性羽毛蛋白和丙烯酸为主要原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾-亚硫酸氢钠为引发剂,采用溶液聚合法制备了羽毛蛋白接枝聚丙烯酸高吸水树脂P(MFP-g-AA),并对其吸水性能及其影响因素进行了考察。结果表明:P(MFP-g-AA)吸去离子水倍率达到559.4 g/g,在0.3 MPa的压力下保水率达85%,且比聚丙烯酸树脂(PAA)具有更好的耐盐性能、保水性能和更宽的pH适用范围。与PAA相比,P(MFP-g-AA)在0.9%NaCl溶液和人工尿液中的吸水倍率分别由56.9 g/g和51.8 g/g提高到68.7 g/g和61.3 g/g,并且在pH=7～11的介质中都有优良的吸水效果。     

丙烯酰胺/甲基丙烯酸丁酯改性纤维素的研究

以纤维素为基体,丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为接枝单体,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,通过悬浮接枝聚合法制备出了纤维素基吸水吸油材料;考察了单体用量、引发剂用量、反应时间、反应温度及交联剂用量等因素对接枝聚合物的吸水、吸油性能的影响。结果表明:在单体与纤维素的质量比为3.0∶1.0,AM∶BMA的质量比为2.0∶1.0,相对于单体,引发剂质量分数为6.0%,交联剂质量分数为0.5%,分散剂质量分数为0.5%,反应温度为70℃,反应时间为4 h的条件下,得到纤维素-AM-BMA接枝共聚物,其吸油倍率为11.55 g/g,吸水倍率为23.51 g/g,聚合度为534.6。     

KHA/PPA缓释控肥料的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、腐植酸钾(KHA)、多聚磷酸铵(PPA)为原料,N,N′-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用水溶液聚合法合成了具有吸水保水功能的腐植酸多聚磷酸铵缓释控肥料(HA/PPA)。探讨AM与AA质量比、KHA用量、PPA用量、AA中和度、KPS用量、MBA用量对缓释控肥料吸水倍率、保水率、氮素释放率等性能的影响。结果表明,在最佳工艺条件(AM/AA质量比3∶7,腐植酸钾3.0 g,多聚磷酸铵1.0 g,丙烯酸中和度60%,交联剂用量为0.04 g,引发剂用量为0.35 g)下,合成的HA/PPA缓释控肥具有三维网络结构,吸自来水倍率最高可达283 g/g,保水率达90.30%,氮素30 d累积释放73.60%。     

PVA/PAA/CMC高吸水树脂的合成和性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用超声辐射法合成了PVA/PAA/CMC高吸水树脂,利用FTIR对树脂进行了表征。考察了PVA、CMC、MBA、KPS用量和中和度对高吸水树脂吸水倍率的影响,研究了树脂在去离子水、不同盐溶液和pH溶液的吸水速率。实验结果表明:PVA、CMC和AA之间发生了共聚反应,在实验最优合成条件下,制备的高吸水树脂对去离子水和生理盐水的吸水倍率分别为835 g/g和86 g/g。适量引入PVA和CMC可以显著提高树脂的吸水倍率以及改善树脂的耐盐性能,树脂具有较高的吸水速率。     

羧甲基纤维素制备高吸水性树脂的研究

以羧甲基纤维素(CMC)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,用过硫酸钾为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,经接枝共聚制备高吸水性树脂,讨论了反应时间、丙烯酸中和度、引发剂用量等对反应的影响。结果表明,最优工艺条件为:CMC、AA、AMPS的量分别为1,8,3.5 g,引发剂量为0.15 g,交联剂量为0.02 g,AA中和度为80%,在50℃下反应2 h。所得产物吸水倍率为580 g/g,吸水速率为80 g/m in。     

改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂的制备及其性能

以聚琥珀酰亚胺(KPSI)、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素(CMC)为原料,采用水溶液聚合法合成改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/羧甲基纤维素复合高吸水性树脂(KPAsp/PAA/CMC)。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)对产物的结构、热稳定性和表面形态进行表征。探讨了CMC和AA用量对复合吸水性树脂吸液性能的影响,结果表明,当m(CMC)∶m(AA)∶m(KPSI)=0.15∶3∶1时,树脂的吸液性能最佳,在去离子水和质量分数0.9%的NaCl水溶液(生理盐水)中的吸液倍率分别达到843 g/g和130 g/g。研究了不同组成KPAsp/PAA/CMC吸水性树脂的盐敏感性、温度敏感性和pH敏感性,以及树脂在人工血、人工尿和不同体积分数乙醇水溶液的吸液性能,结果表明,复合树脂盐敏感性提高,在盐溶液中的吸液大小顺序为NaClFeCl_3CaCl_2;低临界溶解温度(LCST)比KPAsp提高了15℃;在溶液pH=5和pH=9出现了两吸液高峰;在人工血和人工尿中的最大吸液倍率为211 g/g和142 g/g,在体积分数为50%的乙醇水溶液中的最大吸液倍率为295 g/g。     

KHA/CEL/AA-膨润土增强型保水剂的制备与性能研究

以腐植酸钾(KHA)、纤维素(CEL)、丙烯酸(AA)、膨润土为主要原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂(MBA),过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过溶液聚合法和响应曲面法制备得到一种增强型保水剂。利用FT-IR、XRD、SEM对材料进行表征及系列吸水性测试。FT-IR分析结果表明,KHA/CEL/AA和KHA/CEL/AA-膨润土型保水剂均产生了酯羰基(C=O)等特征峰; XRD测试结果表明,聚合态晶型与各原料相比明显无定型,说明反应性较好; SEM表征结果表明,KHA/CEL/AA-膨润土较KHA/CEL/AA有更大比表面积,褶皱区明显。KHA/CEL/AA在最佳制备条件下的吸水率达到247 g/g,5 h后保水率为102 g/g。膨润土溶液(4%)加入质量为8.5 g时,吸水率达到297 g/g,保水率达到129 g/g。     

KHA/SA缓释保水材料的制备及性能

以腐植酸钾(KHA)、海藻酸钠(SA)、丙烯酸(AA)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法合成了KHA/SA缓释保水材料。探究了KHA、SA、KPS、MBA量(以AA计)对自来水、0.9%的盐水吸液率的影响,对产物的结构和形貌进行表征,考察了其对氮素释放率、土壤持水率的影响。结果表明,AA、KHA、SA、KPS、MBA用量分别为:10 g、10%,12%,1.0%,0.12%,聚合温度60℃,AA中和度为60%,对自来水、0.9%的盐水吸液率分别达426.7,98.6 g/g,30 d内氮的释放速率最高为35.6%,土壤最大持水率为70%。     

KGM/HA/AA复合高吸水性树脂的制备及其性能

以丙烯酸(AA)、魔芋葡甘聚糖(KGM)、腐植酸(HA)为原料,N,N'-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用水溶液合成法制备具有半互穿网络结构的PAA/KGM/HA三元共聚吸水树脂。研究了丙烯酸中和度、单体配比、聚合温度、引发剂质量分数和交联剂质量分数对吸水树脂分别吸自来水和盐水的性能的影响,并对产物分别进行FTIR、SEM等表征测试。结果表明:当丙烯酸中和度为80%,温度为80℃,制备材料的最佳配比为m(AA)∶m(KGM)∶m(HA)∶w(APS)∶w(MBA)=10∶1.5∶0.1∶1.6%∶0.8%,此时吸自来水倍率最高可达1 012 g/g,吸盐水倍率为112 g/g,并且拥有较好的保水能力。     

不同方法制备高吸水性树脂性能的研究

以玉米秸秆为主要原料,除杂改性得羧甲基纤维素。然后以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,分别采用传统加热聚合、微波辐照聚合和超声辐照法合成高吸水性树脂,并对吸水树脂的吸水倍率、吸盐水(质量分数为0.9%NaC l水溶液)倍率及保水能力进行测试。结果表明,同一比例下,超声辐照法制得的吸水性树脂的吸水倍率及保水能力均高于其它两种方法;超声功率为60%的条件下,吸水倍率可达635 g/g。微波辐照法制得的吸水性树脂的吸盐水倍率较高,微波功率为320 W时制得的吸水树脂吸盐水倍率可达65 g/g。     

KHA/SA缓释保水材料的制备及性能

以腐植酸钾(KHA)、海藻酸钠(SA)、丙烯酸(AA)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法合成了KHA/SA缓释保水材料。探究了KHA、SA、KPS、MBA量(以AA计)对自来水、0.9%的盐水吸液率的影响,对产物的结构和形貌进行表征,考察了其对氮素释放率、土壤持水率的影响。结果表明,AA、KHA、SA、KPS、MBA用量分别为:10 g、10%,12%,1.0%,0.12%,聚合温度60℃,AA中和度为60%,对自来水、0.9%的盐水吸液率分别达426.7,98.6 g/g,30 d内氮的释放速率最高为35.6%,土壤最大持水率为70%。     

紫外光引发制备PAA/CMC高吸水树脂及性能研究

以羧甲基纤维素钠(CMC)为骨架,通过紫外光引发聚合将单体丙烯酸(AA)接枝到CMC骨架上,合成PAA/CMC高吸水树脂。采用单因素实验法优化并确定了具有最高吸水能力的树脂的最佳制备条件。结果表明,合成树脂的最优条件为：CMC用量为0.05 g, AA质量浓度为0.48 g/mL,中和度为40%,引发剂和交联剂的用量分别为AA质量的0.3%和0.05%,反应时间55 min。所制备的高吸水树脂在蒸馏水中的最大吸水倍率为1 281.21 g/g,在生理盐水中的最大吸水倍率为69.42 g/g。采用红外、热重以及扫描电镜对树脂的结构进行表征。结果表明,该制备方法成功合成了PAA/CMC高吸水树脂,其具有较好的热稳定性,树脂表面有明显的褶皱结构,具有吸水速率快、保水性好等特点。     

微波辐射CMC-g-PAMPS/APT高吸水树脂的制备及表征

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,凹凸棒黏土(APT)和羧甲基纤维素钠(CMC)为复合组分,采用微波辐射方法制备了CMC-g-PAMPS/APT环境友好复合高吸水性树脂,探讨了合成该树脂适宜的反应条件,并利用FTIR对树脂的结构进行了表征。结果表明,APT和CMC参与了接枝共聚反应;适宜的合成条件下,树脂在去离子水和生理盐水中的吸水倍率分别为834 g/g和78 g/g;树脂的吸水倍率随盐溶液浓度和金属离子价态的升高快速下降;在树脂中引入适量的APT能显著提高树脂的吸水倍率、耐盐性能和pH稳定性。     

聚甘油酯化改性PMVE/MAH的合成及吸水性能研究

以甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物(PMVE/MAH)与十聚甘油为原料,采用溶剂接枝法,制得聚甘油酯化改性PMVE/MAH。采用红外光谱和热分析仪对酯化产物进行了结构表征。研究了反应酯化率对产物性能的影响,考察了产物的热稳定性、保水性能、耐电解质性和重复吸水性能。结果表明,酯化率12.5%的共聚物吸水性最强,pH=7时吸水倍率为353 g/g,最适宜酸碱性条件为pH=8,此时酯化改性共聚物吸水倍率可达719 g/g,耐盐性良好,50℃环境温度下16 h仍有67.2%的保水率。     

淀粉接枝可降解性高吸水树脂的制备与性能研究

针对吸水树脂使用过程中存在的吸盐水倍率低,降解性能差等问题,以过硫酸钾为引发,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,环己烷为连续相,玉米淀粉,丙烯酸和丙烯酰胺为原料,采用反相悬浮聚合法合成淀粉接枝可降解高吸水性树脂微球并进行了相关表征。最佳反应条件下,得到的吸蒸馏水倍率为379.2 g/g,吸0.9%的Na Cl水溶液的倍率为88.1 g/g。最后考察了吸水树脂的保水性能和降解性能,从而为吸水树脂微球应用于农林业保水保肥提供理论指导。     

羧甲基纤维素接枝丙烯酸高吸水性树脂的研究

研究了对CMC与丙烯酸在水溶液中接枝共聚反应规律,分别考察了单体CMC比、中和度、交联剂、引发剂、反应时间、反应温度对吸水性树脂吸液倍率的影响。实验结果表明,在本实验考察范围内的最佳反应条件是单体CMC比6:1、中和度70%、交联剂0.006g、引发剂0.08g、反应时间3h、反应温度60℃。在该条件下聚合物在蒸馏水、自来水和生理盐水中最大吸液倍率分别为401g/g、84 g/g和53g/g。