聚合物/膨润土复合高吸水性树脂的合成及性能研究

论文摘要

高吸水性树脂是一类新型功能高分子材料,其在农业上的应用如保水剂、肥料缓释剂,对国民经济的发展有着重要作用。本文在综述了有机-无机复合高吸水性树脂的合成及其在农业上应用的基础上,较为系统地研究了聚合物/膨润土复合高吸水性树脂的合成及性能测试,主要包括:以二甲基二烯丙基氯化铵或聚二甲基二烯丙基氯化铵改性膨润土,以提高无机相和有机相的相容性,然后与丙烯酸接枝共聚或与聚丙烯酸互穿形成特殊的两性半互穿聚合物网络结构,制备两性复合型高吸水性树脂,以降低生产成本,同时提高树脂的耐盐性和吸水后的凝胶强度。讨论了膨润土种类、交联剂用量、引发剂用量、聚合温度、丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化铵或聚二甲基二烯丙基氯化铵的用量以及水量对吸水倍率的影响。在最优条件下二者在去离子水中的吸水倍率分别可达1964 g/g和1578 g/g,在生理盐水中的吸水倍率分别可达139 g/g和136 g/g。考察了树脂的吸附动力学,在不同浓度的NaCl溶液和不同pH值溶液中的吸液性能、保水性能、可逆吸水性能。并尝试将二者分别用于制备包埋和吸附KH2PO4的缓释肥料。利用阳离子淀粉高的粘度和吸附容量,稳定膨润土,用静态水溶液法合成聚（丙烯酸-二甲基二烯丙基氯化铵）/阳离子淀粉/钙基膨润土两性复合型高吸水性树脂,以提高复合高吸水性树脂的生物降解性和环境友好性。讨论了温度、水量、淀粉取代度、丙烯酸用量对吸水倍率的影响。考察了树脂的吸液性能。在最优条件下产品在去离子水中和生理盐水中的吸水倍率分别为1288和96 g/g。产品的凝胶强度和可逆吸水性能良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 粘土系有机－无机复合高吸水性树脂
• 1.1 膨润土（Bentonite）
• 1.2 高岭土（Kaoline）
• 1.3 凹凸棒（Attapulgite）
• 2 聚合物/膨润土复合方法和表征技术
• 2.1 聚合物/膨润土复合方法
• 2.2 聚合物/膨润土表征技术
• 3 高吸水性树脂在农林业中的应用
• 4 本论文的设想及主要研究工作
• 第二章 聚（丙烯酸-二甲基二烯丙基氯化铵）/钙基膨润土两性复合高吸水性树脂合成及性能
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 P（AA-co-DMDAAC）/Ca-bentonite的结构表征与性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 红外光谱图（FTIR）
• 3.2 合成条件的考察
• 3.3 性能测试
• 4 结论
• 第三章 聚丙烯酸/膨润土/聚二甲基二烯丙基氯化铵两性半互穿复合高吸水性树脂的合成及性能
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 PAA/PDMDAAC/Ca-bentonite的结构表征与性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 PAA/PDMDAAC/Ca-bentonite的结构表征
• 3.2 合成条件的考察
• 3.3 性能测试
• 4 结论
• 第四章 聚（丙烯酸-二甲基二烯丙基氯化铵）/阳离子淀粉/钙基膨润土/两性复合高吸水性树脂的静态水溶液法制备
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和药品
• 2.2 实验过程
• 2.3 （AA-co-DMDAAC）/Cationic starch/Ca-bentonite的结构表征与性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 红外谱图（FTIR）
• 3.2 合成条件的考察
• 3.3 性能测试
• 4 结论
• 参考文献
• 在读期间论文发表和完成情况
• 致谢