改性刺梧桐胶基高吸水聚合物的合成及防蒸发性能

以刺梧桐胶（KG）、丙烯酸（AA）、氨基磺酸（AS）和坡缕石为原料，过硫酸铵（APS）为引发剂，N，N''-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂合成了复合高吸水聚合物。利用FT-IR，SEM，TG对其结构和形貌进行了表征。测定了聚合物的保水率、最大持水量和防蒸发性能。考察了KG、AA、AS、APS、MBA含量和AA中和度对吸水（盐）倍率的影响。模拟荒漠化区域，测定了高吸水聚合物对土壤水分蒸发的影响。 结果显示：在最优合成条件下，聚合物在去离子水、自来水和0.9% NaCl中吸水倍率（1110、210和108 g/g）均高于保水剂1和2，具有很好的耐盐性；在12 h内，25 ℃、45 ℃和60 ℃下，保水率分别达到54%、14.4%和 8%；最大持水量分别高于保水剂1和2 ；高吸水聚合物可以有效地降低土壤水分蒸发。     

微波辐射合成聚丙烯酸钠/膨润土复合高吸水树脂结构及性能研究

以膨润土(BT)和丙烯酸(AA)为原料,在微波辐射下合成PAA Na/BT复合高吸水树脂,采用单因素实验法优化并确定了最高吸水倍率的合成条件,并采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物结构及表面形貌进行了表征。结果表明,最优合成条件为：AA/BT质量比为8/1,微波辐射功率为720 W,AA中和度为80 %,交联剂N,N′亚甲基双丙烯酰胺含量为0.02 %,引发剂过硫酸钾含量为0.8 %;XRD分析表明BT层间距离增大,AA单体进入BT层间,形成交联结构;SEM分析表明复合高吸水树脂是多孔结构;该复合高吸水树脂的吸蒸馏水最高倍率是1312 g/g,吸生理盐水最高倍率是320 g/g,具有较快的吸水速率,吸水溶胀过程符合一级动力学,并具有良好的热保水性能。     

PVA/P(AA-AM)/Urea半互穿高吸水树脂的合成及性能

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、尿素(Urea)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,采用水溶液聚合法合成了具有尿素缓释功能的PVA/P(AA-AM)/Urea复合高吸水树脂。通过FTIR、TG、DSC、SEM对树脂的结构进行了表征,并从吸水倍率、吸水速率、尿素释放率等方面对树脂进行了性能测定。通过单因素实验探讨了PVA用量、AM用量、KPS用量、MBA用量、尿素用量、AA中和度对树脂吸水倍率的影响。结果表明:在最佳工艺条件(AA 10.0 g,以AA质量为基准加入10%AM、15%PVA、0.4%KPS、0.05%MBA,尿素10.0 g,AA中和度为70%)下,合成的吸水树脂吸水倍率可达到505 g/g,吸盐水倍率可达到88 g/g;此条件下合成的高吸水树脂初始吸水速率可达86.58g·min/g;将树脂在湿度10%、温度25和40℃的烘箱中静置4h,释水率分别为40.9%和68.0%;树脂中的尿素在蒸馏水中可持续缓释13 d左右,弱酸性和中性环境有利于尿素持续释放。     

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。     

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%。     

壳聚糖交联聚丙烯酸/马来酸酐吸水树脂的制备

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)为原料,过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠为引发剂,N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂,采用水溶液自由基聚合反应合成了高吸水树脂,并用正交实验法对合成条件进行了优化,得到最佳合成条件。结果表明,当单体浓度为20%,交联剂的用量为0.03 g,AA中和度为50%,m(MA)/m(AA)为5%时,可以合成具有较好吸水性的高吸水树脂,在蒸馏水中的吸水倍率为1 560.42 g/g;合成的吸水树脂具有较好的吸水速度;不同种类盐溶液浓度的变化对吸水树脂吸水率的影响较大。     

微波辐射下耐盐性高吸水树脂的制备

对微波辐射下丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和凹凸棒的水溶液聚合反应进行研究,合成凹凸棒复合P(AAAM)高吸水树脂,探讨微波功率、辐射时间、单体配比、中和度、引发剂用量、交联剂用量等对高吸水性树脂吸液倍率的影响,并用红外光谱对产物的结构进行表征.合成的高吸水树脂吸水倍率迭1 580 g/g,在质量分数为0.9%的食盐水中的吸液倍率达170 g/g.     

GG-g-PAA/LOESS复合高吸水性树脂的制备与性能

以瓜尔胶(GG)、丙烯酸(AA)和黄土(LOESS)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了瓜尔胶接枝聚丙烯酸/黄土(GG-g-PAA/LOESS)复合高吸水性树脂。采用FTIR和SEM对其结构进行了表征,研究了LOESS的添加量对复合高吸水性树脂的溶胀能力和溶胀动力学的影响,考察了复合高吸水性树脂的保水性能、反复溶胀性以及在不同pH溶液中的吸水性能。结果表明,瓜尔胶、丙烯酸和LOESS发生了接枝共聚,体系中引入LOESS能够显著提高复合高吸水性树脂的吸水性能。当LOESS的质量分数为2%时,该树脂最高吸水倍率可达602 g/g,室温下6 d后,其保水率仍达28%,5次反复溶胀,吸水倍率仍能保持初始时的49%。此外,该复合高吸水性树脂还表现出优异的pH稳定性。     

羧甲基壳聚糖-丙烯酸高吸水性树脂的制备及性能

以羧甲基壳聚糖(CMCS)为基体,丙烯酸(AA)为接枝单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备出羧甲基壳聚糖-丙烯酸高吸水性树脂(CMCS-AA SAP)。研究了CMCS粘度对树脂吸液性能的影响。结果表明,一定范围内,随着CMCS粘度的增加,CMCS-AA高吸水性树脂网络结构更加紧密,吸水性能得到提高。合成工艺优化结果显示,在交联剂(MBA)用量为0.025%(以AA质量为基准,下同),引发剂(APS)用量为0.093 75%,AA中和度为80%的条件下,树脂的吸水倍率达1 011.21 g/g,吸盐倍率达85.74 g/g,树脂有着良好的pH敏感性。     

P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的制备及结构性能研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和高岭土(Kaolin)为原料,采用溶液聚合法分别制备出聚丙烯酸(PAA)高吸水树脂、聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)(P(AA-co-AMPS))高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射等测试方法对其结构与性能进行表征。结果表明:Kaolin与P(AA-co-AMPS)高吸水树脂之间为物理共混;PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂和P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的吸水倍率分别为231,323,357 g/g,吸盐水倍率分别为35.6,64.1,66.4 g/g,保水率分别为51.3%,55.6%,57.9%,凝胶形变量分别为3.75,4.10,2.23 mm;树脂的吸水速率由小到大依次为PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂。     

P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅复合高吸水树脂的合成及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,再引入纳米二氧化硅(nano-SiO_2),以过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅有机/无机复合高吸水性树脂,考察了交联剂加量、引发剂加量、纳米二氧化硅加量对树脂吸水倍率的影响,并用红外光谱和扫描电镜对产物进行了表征。结果表明:合成最佳条件加入纳米二氧化硅能提高树脂的吸水性能,粒径在80~120目时,复合树脂吸水倍率达到1 865 g/g,P(AA/AM/APEG)树脂吸水倍率为1 681g/g;温度在20~60℃时,复合吸水树脂吸水倍率变化幅度不大;pH在6~8时,其吸水性能最好,吸水倍率为1 865~1 444 g/g;此外,复合树脂具有较好的保水性能,树脂常温下保存15 d,其保水率达到83.2%。红外光谱和扫描电镜分析表明,纳米二氧化硅成功接枝到聚合物上并形成海绵状结构。     

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。     

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。     

丙烯酸-淀粉-腐植酸吸水树脂的合成

以丙烯酸(AA)、淀粉(CTS)和腐植酸(HA)为原料,N,N′-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液法合成了不同HA含量的AA-CTS-HA三元共聚吸水树脂。最佳的实验条件为:APS用量占AA质量的3%,MBA用量占AA质量的0.375%,AA中和度为60%,AA单体浓度为1.62 mol/L,反应温度为80℃,反应时间为2 h。在最佳实验条件下,当HA用量占AA质量的75%时合成的树脂在去离子水中的吸液率为530 g/g,在质量分数为0.9%的NaCl溶液中的吸液率为43 g/g。。     

用造纸黑液合成AA/AM高吸水树脂研究

以造纸黑液、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用溶液聚合法制备了木质素接枝共聚丙烯酸-丙烯酰胺高吸水树脂;采用红外光谱对树脂进行了初步表征,测定了树脂的吸水性能;利用控制变量法研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂用量、反应温度对树脂吸水倍率的影响;最佳合成条件为:NAM:NAA=0.2,AA中和度为60%,引发剂用量为0.1%,聚合温度为70℃,此时树脂对去离子水的吸水倍率为730g·g-1。     

微波辐射APT–g-PAMPS高吸水性树脂的制备及性能

以凹凸棒黏土(APT)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用微波辐射法接枝共聚合成了APT-g-PAMPS耐盐性复合高吸水性树脂,用FTIR和XRD对复合吸水性树脂的结构进行了表征。考察了微波功率和时间及APT用量对树脂吸水倍率的影响,测定了不同APT用量高吸水性树脂的吸水速率、保水性能及反复吸水性能。FTIR和XRD结果显示,APT和有机单体之间发生了接枝共聚反应,其反应仅在APT的表面进行,单体并没有插入到APT的层间。结果表明,微波功率为195 W,辐射时间为2.5 min,w(APT)=5%时,树脂在去离子水和生理盐水中的吸水倍率分别为987g/g和102 g/g。该复合高吸水性树脂具有较快的吸水速率、较强的保水性能和较好的反复吸水性能。在体系中引入适量APT能够显著提高复合吸水树脂的吸水能力和耐盐性能,同时能明显加快树脂的吸水速率和提高树脂的保水性能。     

聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂的制备及结构性能研究

以丙烯酸和高岭土为原料,采用水溶液聚合法制备了聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂,对其结构性能进行了研究。结果表明:当丙烯酸质量分数为20%,高岭土质量分数为10%,过硫酸钾质量分数为0.13%,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.2%,反应温度为80℃,反应时间为3 h时,所制的聚丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂表面形貌良好,高岭土分散均匀,吸水倍率为132 g/g,保水率为93.9%,凝胶形变量为2.3 mm;聚丙烯酸高吸水树脂的吸水倍率为121 g/g,保水率为82.5%,凝胶形变量为7.1 mm;高岭土的加入不仅提高了聚丙烯酸树脂的吸水倍率、吸水速率与保水率,且显著提高了聚丙烯酸树脂的凝胶强度。     

淫羊藿药渣菌糠复合高吸水树脂的制备及性能研究

以淫羊藿药渣为原料，经食用菌平菇栽培后得到药渣菌糠；然后以药渣菌糠为原料，丙烯酸（AA）为单体，N，N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，过硫酸铵（APS）为引发剂，亚硫酸钠（SBS）为助引发剂，采用水溶液聚合法接枝共聚制备药渣菌糠基复合高吸水树脂（SAP）。探讨了制备条件对吸水率的影响，得到最佳工艺条件为菌糠用量1.50 g、AA用量6.00 g、AA中和度70%、APS用量0.090 g、SBS用量0.030 g、MBA用量0.010 5 g，并在此最佳工艺条件下以未经处理的淫羊藿药渣制备高吸水树脂进行对照；结果表明：在最优工艺条件下制备的菌糠基复合高吸水树脂对过滤水和生理盐水的吸水率分别为1 234.96和71.11 g/g，远远高于原药渣接枝共聚得到的高吸水树脂。药渣菌糠基复合高吸水树脂还具有良好的保水性能，168 h后的保水率为22.59%。FT-IR分析结果表明丙烯酸成功接枝到菌糠上；通过扫描电镜观察发现其表面为粗糙多孔结构。     

丙烯酸-聚乙二醇-腐植酸复合吸水树脂的合成

以丙烯酸(AA)、聚乙二醇(PEG)和腐植酸(HA)为原料,N,N-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液法合成了不同HA含量的AA-PEG-HA 三元共聚复合吸水树脂.最佳的实验条件为:APS用量占AA质量的4％,MBA用量占AA质量的0.500％,AA中和度为60％,V (H2O)/V(AA)为6.25,反应温度为80℃,反应时间为2.0 h.在最佳实验条件下,当HA用量占AA质量的75％时,所合成的树脂在去离子水中的吸液率为310 g/g,在质量分数为0.9％的NaCl溶液中的吸液率为38g/g.     

脱脂骨粉接枝AA/AM高吸水性树脂的制备与性能

以生物质资源脱脂骨粉及聚合单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,采用水溶液接枝共聚法制备高吸水性树脂,并利用正交试验对合成条件进行优化。用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜、电子能谱等对最优条件下合成的产品进行表征分析。结果表明:脱脂骨粉均匀分散于高吸水树脂的高分子骨架上,并接枝共聚成复合的化学结构。最佳合成条件为,脱脂骨粉用量为单体总量的18.7%、单体组成AA:AM=1.5:1,引发剂用量2.0%、交联剂用量0.25%。此条件下合成的树脂吸收纯水、生理盐水的倍率分别为(840±20)g/g、(120±5)g/g,具有良好的吸水保水性能。同时,该树脂含有丰富的磷、钾、钙等营养元素,还具有养分供给功能,尤其作为土壤保水剂在农业、园林领域具有良好的应用前景。