膨润土复合保水材料凝胶微波干燥及其吸水性能研究

膨润土复合保水材料凝胶块的干燥通用干燥方式是烘箱干燥或沸腾流化床干燥,现分别采用105℃烘箱鼓风、40%微波输出将含水60%的凝胶干燥至含水分8%,其干燥时间分别为6h和8min;且微波干燥有利于保水材料用膨润土含蒙脱石片层的快速膨胀解离,干燥后的成品具有更好的吸水、保水通道和更大的吸水倍数,含膨润土45%的保水材料成品采用微波干燥凝胶块,其吸收纯水、0.9%Na Cl水溶液能力分别达810 g/g、58 g/g,较常规烘箱鼓风干燥样品吸纯水、0.9%Na Cl水溶液倍数提高率分别为62.0%、31.8%;膨润土复合保水剂凝胶微波干燥具有较好的干燥节能、提高成品吸收纯水、吸盐水性能效果。     

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。     

机械活化淀粉基膨润土复合高吸水树脂性能的研究

为了提高淀粉基高吸水树脂的吸水率和保水性能,以机械活化60 min的木薯淀粉、丙烯酸和膨润土为原料,合成可降解复合高吸水树脂(CSA),研究膨润土(BT)的用量对CSA吸水率(Aeq)的影响以及CSA的溶胀性能。采用SEM、TGA和FTIR对样品的形貌、热稳定性和结构进行表征。结果表明,CSA呈多孔层状结构。适量的引入BT(其用量为淀粉质量的30%)可使CSA的吸水率从1 604 g/g提高到1 807 g/g,并能提高CSA的热稳定性和保水能力。在700℃下,CSA的失重率为79.3%,低于未添加BT树脂的失重率(83.4%);CSA在1 912Pa的承压下保水率为48.3%,高于未添加BT树脂的保水率(45.5%)。另外,CSA吸水过程符合一级动力学过程,吸水率受溶液的pH、盐溶液的浓度和种类的影响。     

P(AA-AM-VAc)/OMMT复合高吸水性树脂的制备

采用水溶液聚合法,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、乙酸乙烯酯(VAc)为单体,有机膨润土(OMMT)为复合微粒,反应得到了P(AA-AM-VAc)/OMMT复合高吸水性树脂。通过单因素实验考察了聚合温度、单体组成、引发剂用量、交联剂用量、丙烯酸中和度、有机膨润土掺入量对复合树脂吸液率的影响,获得了最佳工艺条件。结果表明,在最佳工艺条件下制备的复合高吸水性树脂对纯净水和w(NaC l)=0.9%水溶液的吸收倍率分别为695 g/g和113 g/g。     

有机膨润土改性高吸油树脂的制备与性能研究

对膨润土进行了预处理,然后使用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAoBr)对其进行有机化改性,最后将有机膨润土加入到丙烯酸酯有机单体、交联剂、引发剂的混合液中聚合制得复合高吸油树脂。结果表明,加入单体总质量1.5 %的膨润土所得的树脂最大吸油可达14.1 g/g。通过正交实验讨论了最佳工艺条件。有机膨润土与丙烯酸酯吸油树脂具有良好的相容性,与未添加膨润土的树脂相比,复合树脂吸油性能、热分解温度均有提高。     

水稻秸秆/膨润土基高吸水树脂的制备

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,水稻秸秆为有机材料,膨润土为无机材料,过二硫酸钾为引发剂,N-羟甲基丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法制备了有机无机复合高吸水树脂(SAR)。研究了秸秆用量、引发剂用量、交联剂用量、膨润土用量、中和度及单体比例对SAR吸液性能的影响。结果表明,最佳配比为:水稻秸秆用量0.5 g,引发剂、交联剂、膨润土用量分别占单体用量(共18 g)的1.1%,0.1%,2.0%,中和度70%,m(AA)∶m(AM)为2∶1。此条件下制备的SAR在蒸馏水和质量分数为0.9%的NaCl溶液中的吸液倍率分别为598,89 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%。     

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%。     

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。     

聚丙烯酸复合铝改性膨润土制备及其对Cr(VI)的吸附

为改善膨润土对Cr(VI)的吸附性能,用铝、丙烯酸聚合及十六烷基三甲基溴化铵改性合成聚丙烯酸复合铝改性膨润土。采用X射线衍射、红外光谱和扫描电子显微镜对天然膨润土和改性膨润土进行表征。结果表明,在25℃、溶液pH=5~6时,0.5 g吸附剂对200 mL浓度为20 mg/L Cr(VI)的平衡吸附量为1.996 mg/g,平衡吸附时间为130 min,且固液分离容易。吸附过程较好地符合Lagergren二级吸附动力学方程和Freundlich等温吸附方程,颗粒状吸附剂对Cr(VI)的吸附以络合吸附为主。