小麥秸稈-膨潤土基高吸水性樹脂的制備及其性能研究.pdf

1、高吸水性樹脂是一種高分子吸水材料，具有良好的吸水性和保水性，因此在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。為了實現(xiàn)小麥秸稈的有效資源化，本研究以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺(AM)、預(yù)處理后的小麥秸稈(WS)為原料，通過水溶液聚合法合成高吸水性樹脂;為了進一步提高高吸水性樹脂的吸液倍率、抗鹽性、保水能力和凝膠強度，在丙烯酸、丙烯酰胺、預(yù)處理后的小麥秸稈等原料的基礎(chǔ)上，又分別添加鈉基膨潤土、改性膨潤土共聚合成高吸水性樹脂;探討了交聯(lián)劑用量、引發(fā)劑用量、單

2、體質(zhì)量比、丙烯酸中和度、預(yù)處理后的小麥秸稈和膨潤土用量等單因素對樹脂吸液倍率的影響，并確定了合成的適宜條件;利用紅外分析(FTIR)、熱重分析(TGA)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等方法對高吸水性樹脂在化學(xué)結(jié)構(gòu)、熱分解、晶體結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)等方面進行了表征，并對其吸水、保水、耐熱、耐鹽性能和凝膠強度進行了研究和對比。
　　 結(jié)果表明:以丙烯酸、丙烯酰胺、預(yù)處理后的小麥秸稈為原料制備了高吸水性樹脂，其最佳工藝條件為:交

3、聯(lián)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為0.10％，引發(fā)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為1.5％，m(AA)∶m(AM)=3∶1，小麥秸稈的用量為1g，丙烯酸中和度為80％，在蒸餾水和0.9％NaCl溶液中的吸液倍率分別為151.5g·g-1和20.7g·g-1;以丙烯酸、丙烯酰胺、預(yù)處理后的小麥秸稈為原料，添加鈉基膨潤土制備了高吸水性樹脂，其最佳工藝條件為:交聯(lián)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為0.08％，引發(fā)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為1.5％，m(A

4、A)∶m(AM)=3∶1，小麥秸稈的用量為1g，丙烯酸中和度為80％，膨潤土用量為3.0％，在蒸餾水和0.9％NaCl溶液中的吸液倍率分別為173.0g·g-1和22.8g·g-1;以丙烯酸、丙烯酰胺、預(yù)處理后的小麥秸稈為原料，添加改性膨潤土制備高吸水性樹脂，其最佳工藝條件為:交聯(lián)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為0.05％，引發(fā)劑用量占單體總量的質(zhì)量分數(shù)為1.5％，m(AA)∶m(AM)=3∶1，小麥秸稈的用量為1g，丙烯酸中和度為80％，

5、膨潤土用量為2.0％。在蒸餾水和0.9％NaCl溶液中的吸液倍率分別為195.7g·g-1和24.2g·g-1。
　　 紅外分析證明，三種高吸水性樹脂均成功合成;熱重分析證明，添加膨潤土后所得高吸水性樹脂的耐熱性能得到提高;X-射線衍分析證明，膨潤土發(fā)生剝離，并均勻地分散到了高分子網(wǎng)絡(luò)中;電鏡掃描觀察到了三種高吸水性樹脂表面分布的凹凸、褶皺的量不同，這些微觀結(jié)構(gòu)的多少與高吸水性樹脂的吸液倍率成正比。
　　 通過對高吸水性

6、樹脂的性能進行對比發(fā)現(xiàn)，添加膨潤土后所得樹脂的吸液倍率和重復(fù)吸水后的恢復(fù)率明顯提高:添加鈉基膨潤土后所制備的高吸水性樹脂，在蒸餾水和0.9％鹽水中的最高吸液率分別提高了14.2％和10.1％，重復(fù)吸液5次后的恢復(fù)率分別提高了13.3％和13.7％;添加改性膨潤土后所制備的高吸水性樹脂，在蒸餾水和0.9％鹽水中的最高吸液率分別提高了29.2％和16.9％，重復(fù)吸液5次后的恢復(fù)率分別提高了18.2％和19.0％。保水實驗結(jié)果表明，添加膨潤土