淀粉接枝丙烯酸/电气石高吸水性树脂制备及性能研究

论文摘要

高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料,由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,具有广阔的应用前景。首先,实验采用聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵、硬脂酸三种表面修饰剂对电气石进行表面改性,研究了改性时间和改性剂添加量对电气石改性效果的影响;采用分散状态测试、活化指数测试、傅里叶-红外光谱分析、热重-差热分析、比表面积测试对修饰效果进行表征。通过横向对比,确定了各组的最优化改性条件;通过纵向对比,确定了硬脂酸修饰效果最好,在复合高吸水性树脂制备中使用。其次,以玉米淀粉和丙烯酸为原料,电气石为填料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸钠为氧化还原引发剂,采用水溶液聚合法制备复合高吸水性树脂。通过单因素实验,确定了制备高吸水性树脂的最佳反应条件。再次,测定了复合高吸水性树脂在去离子水和0.9%NaCl溶液中吸水（液）倍率、吸水（液）速率和保水性能。其吸去离子水倍率达420g/g,吸去离子水速率为1.4g/min;吸0.9%NaCl溶液倍率达83g/g,吸0.9%NaCl溶液速率为0.27g/min。其具有优良的吸液倍率、吸液速率、保水性能及良好的耐盐性。最后,利用红外光谱分析、热失重分析及扫描电镜对复合高吸水树脂分子结构、热稳定性、表面形貌和分散状态进行表征。红外光谱分析得知,高聚物和电气石进行了有效的复合;热失重分析得知,其分解温度约为203℃,热稳定性良好;扫描电镜分析得知,所制备的复合高吸水性树脂具有提高吸水树脂吸水性能的结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 电气石国内外研究现状
• 1.2.2 淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂国内外研究现状
• 1.2.3 有机-无机复合高吸水性树脂国内外研究现状
• 1.2.4 有机-无机复合高吸水性树脂发展趋势
• 1.3 课题研究主要内容
• 第2章 实验内容部分
• 2.1 实验原料及装置
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验装置
• 2.2 电气石表面修饰方法
• 2.2.1 聚乙烯醇修饰电气石表面实验
• 2.2.2 十六烷基三甲基溴化铵修饰电气石表面实验
• 2.2.3 硬脂酸修饰电气石表面实验
• 2.3 电气石表面修饰效果表征
• 2.3.1 分散状态测试
• 2.3.2 活化指数测试
• 2.3.3 傅立叶-红外光谱分析
• 2.3.4 热重-差热分析
• 2.3.5 比表面积测试
• 2.4 有机-无机复合高吸水性树脂制备
• 2.4.1 复合高吸水性树脂聚合方法
• 2.4.2 复合高吸水性树脂制备过程
• 2.5 有机-无机复合高吸水性树脂性能研究
• 2.5.1 复合高吸水性树脂吸液性能测试
• 2.5.2 复合高吸水性树脂结构表征
• 第3章 电气石超细粉体表面修饰效果
• 3.1 PVA修饰电气石效果
• 3.1.1 PVA修饰对电气石粉分散性影响
• 3.1.2 PVA修饰对电气石粉活化指数曲线影响
• 3.1.3 PVA修饰电气石粉表面化学结构
• 3.1.4 PVA修饰对电气石粉耐热性影响
• 3.1.5 PVA修饰对电气石粉比表面积影响
• 3.2 CTAB修饰电气石效果
• 3.2.1 CTAB修饰对电气石粉分散性影响
• 3.2.2 CTAB修饰对电气石粉活化指数曲线影响
• 3.2.3 CTAB修饰电气石粉表面化学结构
• 3.2.4 CTAB修饰对电气石粉耐热性影响
• 3.2.5 CTAB修饰对电气石粉比表面积影响
• 3.3 硬脂酸修饰电气石粉效果
• 3.3.1 硬脂酸修饰对电气石粉分散性影响
• 3.3.2 硬脂酸修饰对电气石粉活化指数曲线影响
• 3.3.3 硬脂酸修饰电气石粉表面化学结构
• 3.3.4 硬脂酸修饰对电气石粉耐热性影响
• 3.3.5 硬脂酸修饰对电气石粉比表面积影响
• 3.4 表面修饰机理
• 3.5 本章小结
• 第4章 淀粉接枝丙烯酸/电气石高吸水性树脂制备及性能
• 4.1 淀粉接枝丙烯酸/电气石高吸水性树脂制备
• 4.2 吸液倍率研究
• 4.2.1 中和度对树脂吸液倍率影响
• 4.2.2 淀粉用量对树脂吸液倍率影响
• 4.2.3 交联剂用量对树脂吸液倍率影响
• 4.2.4 引发剂用量对树脂吸液倍率影响
• 4.2.5 电气石用量对树脂吸液倍率影响
• 4.3 吸液速率研究
• 4.4 保水性能研究
• 4.5 复合高吸水性树脂性能
• 4.5.1 复合高吸水性树脂红外谱图
• 4.5.2 复合高吸水性树脂热失重曲线
• 4.5.3 复合高吸水性树脂扫描电镜
• 4.6 复合高吸水性树脂相关机理探索
• 4.6.1 反应机理探索
• 4.6.2 溶胀机理探索
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢