磷酸酯淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的制备和性能研究

以玉米淀粉为原料合成了可生物降解的高吸水树脂,并在淀粉中引入磷酸根离子,然后对制备的树脂进行保水保肥等性能的研究。结果表明:磷酸酯淀粉类高吸水树脂具有较好的吸水性能,吸水倍率达339.65g/g,对0.9%NaCl溶液的吸液率有71.90g/g。树脂对氮肥的吸附量随氮肥浓度的增加而增加,在硫酸铵浓度为24g/L时达到最大值405.82mg/g;树脂加入土壤后,最大吸氮量达344.99mg/g。磷酸酯淀粉类高吸水树脂加入土壤后能改善土壤结构,提高土壤的保水保肥性能。最佳树脂用量为1.5%,当超过这个用量,树脂吸水膨胀后对土壤结构不利。用量为1.5%的树脂与土壤混合5d后,释放量不超过吸附的26%。     

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。     

四元共聚高吸水树脂的合成及性能研究

以玉米淀粉为主要原料,聚乙二醇为交联剂制备四元共聚高吸水树脂。采用正交设计试验研究了各因素对吸水树脂吸液倍率的影响。结果表明丙烯酸用量为4.5mL、丙烯酰胺用量为2.5g、顺丁烯二酸酐用量为2.5g,引发剂浓度为1.4%、交联剂浓度为0.17%,反应时间为3.5h,吸水树脂的吸液性能最好。吸蒸馏水倍率为543g/g,吸0.9%NaCl倍率为96g/g,吸氨水倍率为46g/g,在1.5P0压力下吸水倍率可达143g/g。     

有机/无机复合高吸水树脂耐盐性和防潮性能研究

以过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,聚乙烯醇为有机合成聚合物,硅藻土为无机黏土,采用水溶液聚合法合成有机/无机复合高吸水树脂。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和热重分析仪对有机/无机复合高吸水树脂进行了表征,考察了引发剂用量、交联剂用量、AMPS用量及硅藻土用量对复合吸水树脂吸液性能的影响。在最佳反应条件下,有机/无机复合高吸水树脂吸蒸馏水倍率、吸0.9%生理盐水倍率分别为1574g/g和101g/g;纯有机高吸水树脂暴露在空气中的吸湿性是复合高吸水树脂的20～30倍,说明有机/无机复合高吸水树脂具有优异的防潮性能,在不同阳离子盐溶液中(Na~+、Ca~(2+)和Fe~(3+))其吸液性能明显优于纯有机高吸水树脂。     

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。     

改性高吸水树脂制备吸水膨胀橡胶及其性能

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)为单体合成高吸水树脂(SAR)。利用疏水单体丙烯酸丁酯(BA)对高吸水树脂进行改性,并与丁腈橡胶共混制备吸水膨胀橡胶(WSR)。研究了P(AA/BA)含量对SAR、WSR吸水性能及WSR力学性能的影响。结果表明:P(AA/BA)含量达到SAR质量的33.3%(质量分数,下同)时,SAR的吸水率仅降低了8.49%;当P(AA/BA)含量为23.1%时,WSR的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,吸水性能达到最佳,WSR质量流失率降低到5.8%。P(AA/BA)的引入改善了SAR和丁腈橡胶的相容性,提高了WSR的使用性能。     

淀粉基接枝丙烯酸钠复合高吸水树脂材料的制备及性能测试

以丙烯酸和可溶性淀粉为主要原料,过硫酸铵为引发剂,N-N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,丙烯酰胺为单体,采用水溶液聚合法合成高吸水树脂(SAR).通过设计L25(55)正交试验,确定SAR制备条件,并分别添加适量高岭土、蒙脱土、锂皂石制备复合高吸水性树脂.利用FT-lR和SEM-EDS、TG等对复合高吸水性树脂进行表征.考察复合高吸水性树脂的吸液性能与保水性.SAR实验条件为:丙烯酰胺与淀粉质量比5:4、合成温度45℃、引发剂0.13 g、交联剂0.01 g、氢氧化钠9 g.结果表明:此条件下的SAR吸水倍率最大为179.5 g/g,吸盐倍率为70.75 g/g.FT-lR和SEM-EDS结果显示树脂已成功制备.无机物高岭土、蒙脱土、锂皂石的加入提高了SAR的吸液性能及热稳定性,其中含高岭土SAR的吸水倍率和吸盐倍率均达到最大,吸水倍率为245.0 g/g,吸盐倍率为83.3 g/g.     

微波辐射合成丙烯酸类耐盐性高吸水树脂及其性能

采用微波辐射方法合成了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)耐盐性高吸水树脂。探讨了单体的组成、交联剂、引发剂用量、中和度和微波功率对待测液体吸液倍率的影响,并进行了树脂吸液速率和保水性能的研究,用红外光谱对树脂官能团进行了表征。实验结果表明,该树脂在蒸馏水中的吸水倍率为1509 g/g,在质量分数为0.9%的NaCl及相同离子强度的CaCl2、FeCl3溶液中吸液倍率分别为184g/g,165g/g,14g/g,树脂具有较强的耐盐性能;树脂的吸液倍率与电解质溶液阳离子的价态有关,价态越高,树脂的吸液倍率越低;该树脂具有较大的吸水速率和良好的保水性能。     

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。     

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。     

Electrospun multi-scale hybrid nanofiber/net with enhanced water swelling ability in rubber composites

Water-swellable rubber (WSR) is a kind of elastomeric material that possesses properties of rubber together with water swelling ability. In WSR, however, super water-absorbent resin does not disperse well in hydrophobic rubber, with very poor interfaces between them, so the hydrophilic part can easily break off from rubber networks and the swelling ability is ultimately lost. This study reports the improved water absorption property and stability of WSR obtained by using electrospun multi-scaled hybrid fiber mats of crosslinked poly(acrylic acid) (PAA) nanocomposite as water channels. Electrospinning of various superabsorbent fibers with hyperbranched polymer (HB) and/or graphene oxide (GO) was performed. With hybrid fillers added into PAA, spun fiber mats showed the increased water swelling ability due to the presence of spiderweb-like multi-scale structures and enhanced specific surface areas. The mats were added into conventional WSR and the resultant composites showed enhanced water swelling ability. The electrospun fibers acted as internal multi-scale water channels to bridge isolated PAA particles wrapped in hydrophobic rubber together and link the internal PAAs with the composite surface to enhance the short- and long-term water swelling ability of WSR. The effects and mechanisms of those fibers on enhancing water swelling properties of WSR are discussed.     

部分水解聚丙烯酰胺与橡胶共混型吸水膨胀橡胶中水状态的研究

用DSC法研究了部分水解聚丙烯酰胺与橡胶共混型吸水膨胀橡胶中吸附水的状态,计算了各种状态水与吸水功能团之摩尔比,研究了橡胶基体和交联程度对吸水膨胀橡胶（WSR）中水状态的影响。     

丙烯酰胺/凹凸棒复合吸水性树脂的制备及溶胀行为

采用水溶液聚合法制备了丙烯酰胺／凹凸棒复合吸水性树脂,考察了凹凸棒含量、单体浓度、交联剂含量和引发剂含量对树脂吸水性能的影响,并通过FT-IR和SEM对接枝反应机理和材料的表面形貌进行了表征;同时时树脂在电解质溶液中的溶胀行为进行了研究。结果表明,当凹凸棒质量分数为10％时,复合吸水性树脂在蒸馏水和0．9％NaCl溶液中的吸水倍率分别达到了2645g／g和112g／g,树脂耐盐性能明显提高。     

原位聚合法制备吸水膨胀天然橡胶

采用过硫酸铵/硫代硫酸钠氧化还原引发体系,使丙烯酸和氢氧化钠单体在天然胶乳乳液状态下发生原位聚合,同时接枝到天然橡胶分子链上,制备出高吸水倍率的吸水膨胀天然橡胶。通过研究具体条件对单体接枝率和产品吸水倍率的影响,得出制备吸水膨胀天然橡胶(WSNR)的最佳工艺条件为:温度45.0℃,引发剂用量为总固体质量的0.7%,反应时间1.5小时,单体与橡胶的用量比为1.0∶1.0,交联剂用量为2.0×10-4mol。在此条件下,单体最高接枝率和产品最高吸水倍率为49.8%和584.7倍。红外谱图分析表明丙烯酸钠已接枝到天然橡胶的分子链上;热重测试分析表明接枝丙烯酸钠后的天然橡胶的热稳定性提高。     

Polyampholytes superabsorbent nanocomposites with excellent gel strength

A series of novel polyampholyte superabsorbent nanocomposites with excellent gel strength were synthesized by in situ solution polymerization in aqueous solution. Acrylic acid and acryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride (DAC) were employed as ionic monomers and montmorillonite (MMT) was used as inorganic component. The addition of cationic component could supply the positive charge in the network of nanocomposite and promote the formation of nanostructure of composites due to the interaction between DAC and clay platelets. The performance of polyampholyte nanocomposites were investigated and the result showed that the gel strength of nanocomposite hydrogel in distilled water and 0.9 wt% NaCl solution could reach 198.85 and 204.23 mJ/g, respectively, which were 13 times of the gel strength of matrix. The investigation of swelling behaviors showed that the nanocomposites had particular swelling behaviors of polyampholytes hydrogel in solution with different pH values and concentration of NaCl.     

疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺的性能及对溶液组成的依赖性

采用自由基胶束水溶液聚合方法制备了疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶(P(NIPA-co-MA／EA／BA／DA)),研究了该类水凝胶和PNIPA水凝胶在去离子水及NaCl、Na2SO4、乙醇水溶液中的溶胀行为及与温度的关系。结果表明,聚合物水凝胶在水溶液中的行为与凝胶化学结构、温度、水溶液中的溶质的种类和含量有关。     

多重响应性P(AAEA-co-DMAA)水凝胶的合成及其性能研究

以具有多重响应性的新型单体4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯(AAEA)和N,N′-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为原料,采用溶液自由基聚合法合成了具有多重响应性的水凝胶,研究了凝胶的溶胀行为以及在不同离子强度、温度、pH值条件下共聚水凝胶的响应性能。结果表明,随凝胶中AAEA含量的增加,凝胶的溶胀方式由Fick型转变为非Fick型;凝胶对外界离子强度、温度、pH值的变化产生响应,当NaCl浓度约为0.1mol/L时,凝胶的离子响应性出现较大的突变;随温度的升高,凝胶疏水性增大,85℃时凝胶的保水率只有60%;低pH值时,凝胶收缩,随pH值的增大,凝胶内P-AAEA部分解离加剧,静电斥力使凝胶溶胀。     

羽毛蛋白-聚(丙烯酸-丙烯酰胺)高吸水性树脂的制备及吸水性能

以羽毛蛋白、丙烯酸和丙烯酰胺为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酸胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合法制备了羽毛蛋白-聚(丙烯酸-丙烯酰胺)高吸水性树脂。研究了羽毛蛋白用量、引发剂用量、交联剂用量以及温度对树脂吸水倍率的影响,并考察了树脂的综合吸水性能。结果表明,树脂在蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的吸水率分别为1152g/g和69.2g/g。树脂拥有较高的吸水速率,粒径80目以上的树脂在3min以内可达到吸水溶胀平衡,并且在较宽的pH值范围(pH=5～10)内的溶液中均有较高的吸水率。     

两步水溶液聚合法合成聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵和焦亚硫酸钠为氧化还原引发剂,采用新型两步水溶液聚合法制备了聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶。探讨了其溶胀动力学、保水性及离子强度敏感性,研究了对甲基橙染料在盐溶液中的释放性能。