核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成和性能

为了制备表面自由能低、耐候性和紫外吸收性优异的聚丙烯酸酯乳液,采用无皂乳液聚合技术,合成了核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液,采用透射电镜(TEM)对其形貌进行观察,并探讨引发剂、可聚合乳化剂、含氟单体、纳米TiO2的用量以及2种不合氟的单体的配比对乳液紫外吸收性能及吸水性的影响.结果表明:引发剂过硫酸铵(APS)用量(相对于总单体的质量分数)为1.2％,可聚合乳化剂烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量(相对于总单体的质量分数)为3.5％,不合氟单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的质量比为2.0∶3.0,含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)用量(相对于MMA单体和BA单体用量之和的质量分数)为6％时,乳液的聚合稳定性好,单体转化率高,聚合物膜的疏水性强;纳米TiO2粒子成功地被含氟聚丙烯酸酯聚合物包裹,形成了以纳米TiO2/聚丙烯酸酯为核,含氟聚丙烯酸酯聚合物为壳的核壳结构,纳米TiO2用量(相对于总单体的质量分数)为0.3％时,乳液的紫外吸收性能最好.     

疏水缔合聚丙烯酰胺固沙剂的制备及性能研究

研发了一种具有良好固沙性能的水溶性固沙剂,该固沙剂是一种可持续的固沙材料。首先就疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺-腐植酸的化学固沙机理讨论了固沙剂与沙粒之间的粘附力。研究了凝固机理,测试了固沙剂的固化时间。然后研究了固沙剂的渗透性能。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了固沙层的微观结构。在不同浓度的固沙剂条件下,研究了固沙层的抗压强度。最后,通过模拟风机实验研究了固沙层的抗风蚀性。结果表明,固沙剂水溶液与沙粒表面具有极好的亲和力,并且固沙剂与沙粒之间的粘附力主要是氢键作用和静电作用。固沙层的固结时间随着温度和浓度的增加而降低。     

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%。     

CKA-PAA/MDE型吸水材料的制备及性能

以风化煤腐植酸钾(CKA)、改性硅藻土(MDE)、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KHA-PAA/MDE农林型吸水材料,探究CKA、MDE、KPS、MBA用量(以AA计)对吸水倍率的影响,考察了其在土壤中的保水情况、重复吸水性能及硅藻土的添加与否对金属离子吸附率的影响。结果表明其最佳合成条件为:AA、CKA、MDE、KPS、MBA的用量分别为10 g,20%,10%,1. 6%,0. 3%,反应温度75℃,AA中和度65%。在此条件下其对蒸馏水与0. 9%的氯化钠溶液的吸收倍率分别为712倍和86倍。添加MDE后,其对Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附率分别达到了87%和75%,在40℃的条件下12 h,在土壤中的保水率仍可达到58%左右,且反复吸水性能良好。     

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。     

PVA/KHA/GG多孔水凝胶的制备及吸附性能研究

为解决染料和重金属离子污染问题,以丙烯酸(AA)为单体,聚乙烯醇(PVA)、腐植酸钾(KHA)和瓜尔胶(GG)为原料,KPS为引发剂,MBA为交联剂,采用水溶液聚合法制备出一种具有多孔结构的PVA/KHA/GG水凝胶。借助FTIR、XRD及SEM对该水凝胶结构进行表征测试。考察了PVA、KHA、GG、KPS和MBA用量及聚合温度等因素对水凝胶去除MB和Pb(Ⅱ)的影响,并对其吸附动力学进行了研究。结果表明,当PVA为15 g, KHA分别为0.2 g和0.3 g, GG分别为10 g和15 g, KPS为0.08 g, MBA为0.04 g,聚合温度为65℃时,水凝胶对MB和Pb(Ⅱ)吸附量达最大。水凝胶对MB和Pb(Ⅱ)的吸附动力学较符合准二级动力学方程。     

一种甜菜碱型Gemini表面活性剂的制备及其作为泡排剂主剂的性能评价

以3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠、1,2-二溴乙烷、油酸酰胺丙基二甲基叔胺为原料合成甜菜碱型Gemini表面活性剂(T-21),通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表征该结构,以Waring Blender法测定起泡性能,用表面张力仪和罗氏泡沫仪测定表面张力和携液性能。结果表明,T-21的表面张力(γcmc)和临界胶束浓度(cmc)是32. 01 mN/m,4. 8×10^(-6)mol/L,表现出了良好的表面活性与起泡性。在蒸馏水条件下,T-21携液率最高值达95%;在矿化度250 g/L条件下达65%;在甲醇含量20%的条件下达85%;在凝析油含量30%的条件下达60%,表现出了良好的抗矿化度、抗甲醇、抗凝析油性能,可用作气井泡沫排水的一种泡排剂。     

MgCl_2催化甲壳素热解反应动力学分析

基于甲壳素的热重分析结果，研究不同浸渍比的氯化镁(MgCl_2)催化作用下甲壳素的热解特性。采用Coats-Redfern积分法拟合快速热解阶段的动力学参数，探究了甲壳素在热解时活化能的变化情况。结果表明，在不同浸渍比的MgCl_2催化作用下，甲壳素的热重曲线明显向低温区移动，热解活化能显著降低。动力学表观参数表明，无论反应级数为多大，数据拟合效果均较好，说明该热解反应是一个复杂的化学反应。