基于SAP吸水膨胀橡胶的耐温耐盐性能

以反相悬浮聚合法合成P(AANa/AMPS/DMDAAC)两性共聚高吸水树脂(SAP),并引发溶胀在SAP中的丙烯酸丁酯和丙烯酸进行原位共聚合,制备疏水改性高吸水树脂。将丁腈橡胶、改性高吸水树脂、补强剂和其他助剂借助混炼机混炼均匀,在硫化成型机上高温硫化制备吸水膨胀橡胶(WSR)。研究盐溶液种类、盐溶液浓度以及环境温度对WSR的质量吸水膨胀倍率的影响,并对吸水后的WSR进行热重分析。结果表明:盐溶液中阳离子浓度越大,化合价越高,对WSR吸水性能影响越明显,吸液膨胀倍率越小;在对WSR进行一系列不同温度下的吸液性能研究时发现,WSR在120℃具有较好的吸水膨胀性能。在环境温度达到175℃时,WSR达到失水平衡。     

四烯丙基氯化铵交联的耐高温吸水树脂的研究

采用水溶液聚合法,以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,四烯丙基氯化铵(TAAC)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,制备了耐高温吸水树脂,考察了单体配比、引发剂和交联剂用量对吸水树脂在高温下吸水性能的影响,并对吸水树脂结构进行扫描电镜分析。研究结果表明,所合成的吸水树脂具有良好的耐高温性能,最佳合成条件:AMPS与AA的质量比为0.22,引发剂、交联剂与单体的物质的量比分别为0.11%、0.14%,此条件下合成的吸水树脂在300℃蒸馏水中的吸水倍率为248g/g。     

氧化石墨烯改性聚(丙烯酸/丙烯酰胺)高吸水树脂的制备及性能研究

为得到综合性能较优的高吸水性树脂,研究了氧化石墨烯(GO)对聚(丙烯酸/丙烯酰胺)[P(AA/AM)]高吸水树脂的改性作用。首先通过Hummers法制备了GO,采用水溶液合成法合成了P(AA/AM)-GO高吸水树脂,采用SEM、FT-IR、TGR等手段分析了改性高吸水树脂的微观结构及热性能,并对其进行了溶胀测试和保水性能测试;研究了GO质量浓度、单体配比、交联剂用量、引发剂用量等因素对P(AA/AM)-GO的耐盐性、吸水性的影响。结果表明,GO改性P(AA/AM)后,所得树脂的吸水倍率(QW)和吸盐水倍率(QS)分别为502g/g和122g/g,与市场上广泛使用的P(AA/AM)相比,耐盐性提高了2.8倍,热稳定性提高了58%,在100℃失水60min时保水率提高了21.5%。所以GO的加入能有效改善传统高吸水树脂的综合性能,同时拓宽了GO的应用领域。     

匀相水稻秸秆接枝物制备和性能研究

为了有效利用农作物秸秆,降低焚烧对环境的污染,通过超声将水稻秸秆溶解在NaOH/尿素溶液体系,得到了匀相纤维素溶解液,接枝共聚制成高吸水树脂;考察了丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、反应温度、单体与秸秆配合比等因素对产品性质的影响;采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪和热重分析仪(TG)表征了产物的结构基团和热稳定性。结果表明,在6%(wt,质量分数)NaOH/4%(wt,质量分数)尿素(urea)溶液中,用超声将秸秆制成匀相体系;在温度为65℃,单体与秸秆质量配合比为1∶5,AM与AA质量配合比为1∶2时,高吸水树脂的吸水倍率为780g/g,吸盐水倍率为125g/g,具有良好的吸水性能。     

耐盐型壳聚糖高吸水树脂的制备及其性能

以天然无毒、可降解性、抑菌性能良好的壳聚糖(CS)为基体,利用自由基接枝聚合法接枝丙烯酸(AA)和2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体(AMPS),制备了吸水性和耐盐性能良好的CS高吸水树脂。研究了各因素(温度、投料比、引发剂用量和交联剂用量等)对吸水性及耐盐性的影响,并用红外光谱及扫描电镜对高吸水树脂的结构和形貌进行表征。结果表明:在温度60℃、物料比m(CS)∶m(AA)∶m(AMPS)=1∶8∶3、交联剂用量及引发剂用量均为单体质量1%的条件下,合成的高吸水树脂最大吸水率达578.7g/g,吸盐率达114.2g/g;1h基本达到吸水平衡,且重复使用5次后,吸水率变化不大,重复使用性能良好。     

短纤维改性吸水膨胀橡胶的力学性能与吸水性能

通过物理共混引入短棉纤维制备短纤维改性吸水膨胀橡胶(WSR),研究短纤维含量对WSR力学性能和吸水性能的影响。结果表明,随着短纤维含量增加,WSR的拉伸强度、撕裂强度、邵氏硬度和吸水速率等在一定程度上得到提高;短纤维在胶料中取向后,WSR的力学性能呈现各向异性。当短纤维含量增至20 phr时,在取向方向上拉伸强度增加到11.2 MPa,撕裂强度提高到57 kN/m。在保持高吸水率的同时,短纤维改性WSR的吸水和吸盐溶液速度明显提高,吸水平衡时间由34 d缩短到12 d。     

不同结构高吸水树脂的制备与性能研究

采用水溶液聚合法,以丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸为反应单体,制备了3种高吸水树脂聚丙烯酸-丙烯酰胺(P(AA-AM))、聚丙烯酸-2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(P(AA-AMPS))和聚丙烯酸-丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(P(AA-AM-AMPS)),系统考察了反应条件对高吸水树脂吸水和吸盐水性能的影响,并研究了3种高吸水树脂在不同浓度的KCl、CaCl2和FeCl3中的吸水性能。结果表明:反应条件对不同高吸水树脂吸水性能的影响具有相同的趋势,但不同高吸水树脂的最佳反应条件不相同,P(AA-AM)、P(AA-AMPS)和P(AA-AMAMPS)的最佳反应条件分别为:中和度75%、65%和80%;交联剂用量都为单体总质量的0.02%;引发剂用量为单体总质量的0.20%、0.24%和0.20%;不同高吸水树脂受离子溶液的影响程度不同,P(AA-AM)CaCl2>KCl。     

功能型复合高吸水树脂的制备及其性能研究

以羧甲基纤维素钠(CMC)和丙烯酸(AA)为原料,过硫酸钾(KSB)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CMC-AA高吸水树脂;并在此基础上,向反应体系中引入氢氧化钾和尿素,分别制备出功能型复合吸水树脂K-CMC-AA、UREA-CMC-AA。通过单因素试验,确定了KOH和尿素的最佳用量;采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对树脂产品形貌结构等进行了表征;利用动力学模型对其吸水过程进行拟合,探讨了其吸附过程及机理;研究了UREA-CMC-AA在水中的氮素缓释性能。结果表明:当KOH中和比为10%时,K-CMC-AA在0.9%NaCl中的吸水倍率为285.06g/g,比CMC-AA提高了约80%;当尿素与单体CMC质量比为1∶1时,树脂的吸水(盐水)率最高,同时树脂还具有很好的氮素缓释功能;3种树脂产品在蒸馏水或盐溶液中的吸水动力学可用准二级动力学方程描述。     

P(AA-AMPS)吸水树脂的制备及高温环境中耐盐性能测定

以四烯丙基氯化铵(TAAC)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,引入耐盐性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),通过水溶液共聚制备了一种适用于高温环境的丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物[P(AAAMPS)]耐盐性吸水树脂。考察了交联剂和引发剂用量、单体配比对吸水树脂在150℃下1%(wt,质量分数,下同)NaCl盐水中吸液性能的影响。结果表明:耐盐性吸水树脂的最佳聚合条件为:TAAC、KPS和AMPS占丙烯酸的质量分数分别为0.17%、0.12%和20%。在上述条件下制备的吸水树脂150℃下在1%NaCl盐水中吸水倍率可达78g/g,且表现出优异的耐高温性能和耐酸碱性能,拓宽了吸水树脂在高温含盐领域的应用范围。     

共混型吸水膨胀橡胶的制备与表征

以丁苯橡胶(SBR)/氯丁橡胶(CR)和吸水型高岭土为主要原料,采用物理共混法制备了吸水膨胀橡胶(WSR),讨论了补强剂(改性白炭黑)、吸水材料和硫磺用量等因素对WSR吸水及力学等各种性能的影响,采用zry-2p综合热分析仪对其热性能进行了分析。结果表明:当SBR/CR(质量比7∶3):高岭土:白炭黑:硫化剂质量比为1:0.4:0.3:0.01时,WSR的拉伸强度大于0.2 MPa、质量损失小于16%、吸水膨胀率大于1000%,具有良好的综合性能。     

互穿网络高吸水性树脂的合成及性能

以聚乙烯醇、丙烯酰胺和丙烯酸为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用溶液共聚法制备了聚乙烯醇-聚(丙烯酰胺/丙烯酸)(PVA-P(AM-co-AA))互穿网络高吸水性树脂。研究了MBA浓度、AA含量、PVA交联时间、溶液的离子强度对互穿网络高吸水树脂吸水倍率的影响。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/壳聚糖/硅藻土复合吸水树脂制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和壳聚糖(CTS)为单体进行接枝共聚,以硅藻土(DE)作为无机材料进行复合制备高吸水树脂。通过红外光谱、X-射线衍射及扫描电子显微镜对复合吸水树脂进行表征。研究了CTS和DE用量、pH值对吸水倍率的影响,结果表明:CTS∶DE=2∶3用量配合比,pH值为6时,制得的复合高吸水树脂具有最高的吸水倍率,吸蒸馏水和0.9%氯化钠(NaCl)溶液吸水倍率分别为890g/g和78g/g。     

黄原胶改性三元共聚高吸水树脂的制备及其生物降解性能

以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,采用微波辐照法对天然高分子黄原胶(XG)进行接枝改性,制备了一种可生物降解的三元共聚高吸水树脂。研究了黄原胶、交联剂、引发剂用量等与高吸水树脂的吸水倍率之间的关系。通过抗霉菌性能测定及CO_2释放量测定研究了树脂的生物降解性能。采用红外光谱仪对三元共聚高吸水树脂结构进行了表征。结果表明,当w(黄原胶)=3%、w(交联剂)=1.5%、w(引发剂)=0.8%时,所制备的三元共聚高吸水树脂的性能最优,吸水倍率为680.4g/g,在土壤中埋置60d后的降解率可达40.8%,且能被特定的菌种所降解。     

用于稠化胶体的高吸水树脂的制备及吸水性能研究

以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用水溶液聚合法制备了高吸水树脂。通过正交实验法研究了单体浓度、丙烯酸中和度、引发剂用量和交联剂用量对树脂吸水倍率的影响。最终获得了在蒸馏水中吸水倍率高达3114g/g,在质量分数0.9%NaCl溶液中吸水倍率达157g/g的高吸水树脂,该树脂能够用作稠化胶体的稠化剂来提高胶体的实用性能。     

PVA影响海藻酸钠复合水凝胶力学韧性和溶胀性能的研究

以醚化海藻酸钠(ESA)、丙烯酸(AA)、聚乙烯醇(PVA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,水溶液法制备了醚化海藻酸钠-丙烯酸钠-聚乙烯醇复合高吸水性树脂(ESA/NaAA/PVA);采用红外光谱对产物进行了表征,观察了产物的微观相态结构,并测定了树脂的力学性能和溶胀性能.结果表明,体系组分的相容性和相区尺寸的大小与相区的组成有关,当ESA、AA的组成一定时,以w(ESA/NaAA):w(PVA)=88:12比例合成的树脂界面呈分布均匀状态;ESA/NaAA/PVA凝胶的韧性随PVA含量的增加而增大,PVA含量分别占总单体质量的3%、7%、10%、12%时,凝胶分别形变9%、14%、15%、15%时样品被破坏;当w(PVA)＜3.1%时,ESA/AA/PVA树脂在纯水和w(NaCl)=0.9%生理盐水中有较理想的溶胀能力.     

膨润土/黄原胶复合吸水树脂的制备及性能

以丙烯酸(AA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)、膨润土(BT)、黄原胶(XG)为聚合原料，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(Va-044)为引发剂，采用水溶液聚合法制备了有机-无机复合吸水树脂。对聚合反应条件进行优化并对吸水树脂的保水性能及在不同溶液中的吸水性能进行了测定。结果表明：膨润土/黄原胶复合吸水树脂的最佳制备条件为：NMBA、Va-044、XG、BT用量分别占AA质量的0.7%、0.7%、2.5%、2%,此时吸水树脂溶胀倍率最大，为272.0g/g。复合吸水树脂拥有良好的保水性能，7d后保水率为83.5%。此外，吸水树脂表现出优良的pH响应性能和盐响应性能。     

NR/SBR共混吸水膨胀橡胶的制备与性能研究

通过共混NR/SBR和吸水树脂制备吸水膨胀橡胶(WSR),研究了吸水树脂用量、硫磺用量、辅助吸水剂(PEG)等因素对WSR的吸水性能和力学性能的影响。结果表明,吸水树脂用量30%,硫磺3%,PEG10%,增容剂(STAM)2%时,WSR的吸水倍率为939%,拉伸强度为4.21MPa,具有良好的综合性能。     

皮革废弃物基两性高吸水树脂的制备及其性能研究

以皮革废弃物的胶原水解液(PLW)为原料,以丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,通过"一锅法"接枝共聚合成皮革废弃物基两性高吸水树脂[PLW-g-(AA-co-DMDAAC)]。采用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对制备的高吸水树脂进行表征,结果表明单体成功接枝在PLW上。同时还研究了PLW用量、单体用量、交联剂用量、引发剂用量以及AA中和度对PLW-g-(AA-co-DMDAAC性能的影响。在最优条件下,PLW-g-(AA-co-DMDAAC的最大吸水倍率为3300g/g,吸盐(NaCl质量分数为0.9%)倍率为182g/g。     

防潮型高吸水树脂的制备及性能研究

采用溶液聚合法制备防潮型高吸水树脂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)和亚硫酸氢钠为引发剂,乙二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇为二次交联剂制备吸水树脂。通过红外、热重和光学显微镜等技术对吸水树脂的结构和形貌进行表征,以及对吸水树脂的吸水性能和吸湿性能进行测试。结果表明:二次交联剂的加入可以在吸水树脂表面形成一层高度交联的表面层,且在乙二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇复配比为1∶1时,吸湿倍率最低,较普通高吸水树脂吸湿率下降75%。     

粘土种类对聚丙烯酸/丙烯酰胺高吸水树脂性能的影响

选用含量相同的六种不同粘土(煅烧高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、膨润土、海泡石和硅藻土),采用反相悬浮法制备了一系列聚(丙烯酸/丙烯酰胺/粘土)高吸水树脂,并比较了不同粘土对高吸水树脂结构、吸水倍率、吸盐水倍率以及保水性能、热稳定性的影响。通过比较发现,添加膨润土的高吸水树脂具有最高的吸水倍率(450 g/g)和吸盐水倍率(92 g/g);添加膨润土和煅烧高岭土均可提高高吸水树脂的保水性能。此外,煅烧高岭土可以更为有效地提高高吸水树脂的热稳定性。