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凹凸棒石/聚丙烯酸钠合成条件对其吸水吸湿性能影响的实验

高吸水树脂是一种具有很好吸水保水性能的功能高分子材料。它能吸收自身质量几百、乃至上千倍的水,同时膨胀为一种与水牢固结合的水凝胶。与传统的吸水材料如硅胶、海绵、纸浆、明胶及无机矿物等相比,它具有吸水能力高、保水能力强、弹性塑性良好、性能可调等优点。因此,这种材料被广泛地应用在工业、农业、食品、生活用品、医药卫生等领域。聚丙烯酸钠就是其中的一个重要品种,由于产品吸水率高、不发霉等特点,得到了快速发展,已成为高吸水树脂生产中占绝对优势的品种,但由于价格相对较高且吸水能力远高于吸湿能力,使其推广应用受限。近年来,具有典型代表意义的矿物/高分子功能复合材料,凭借其制备工艺简单、成本低、耐盐性好、凝胶强度高的特点得到广泛关注。

凹凸棒石(Attapulgite)又称坡缕石(Palygor—skite),是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物,在矿物学上隶属于海泡石族。其理想分子式为Mg5Si8O2O(HO)(OH2)4·4H2O。由于凹凸棒石具有特殊的纤维结构及吸附、脱色等性能,被广泛应用于各行各业,有“千土之王”、“万用之土”等美誉。

笔者将聚丙烯酸钠与凹凸棒石复合,研究了合成条件对其吸水和吸湿性能的影响。

实验

试剂与仪器

试剂有丙烯酸(工业级)、氢氧化钠(工业级)、凹凸棒石粉体(200目)、过硫酸钾(分析纯)、N以及N-二甲基丙烯酰胺(分析纯)等;仪器主要包括FC204型电子天平、JJ一90W 型精密电动搅拌器、DGG一101—2型电热鼓风干燥箱、FW80型微型高速万能粉碎机、DZF一6050型真空干燥箱等仪器、DZF高低温湿热交变试验箱等。

凹凸棒石/交联聚丙烯酸盐的制备

配制质量分数为23%的NaOH溶液23 mL,冰水浴条件下缓慢滴加一定量丙烯酸。充分搅拌并冷却后,在充分搅拌条件下依次加入N,N一亚甲基双丙烯酰胺、凹凸棒石粉体、引发剂过硫酸钾水溶液,配制成丙烯酸待聚合溶液,再超声30 min后,置于80℃的烘箱中加热发生聚合,5 h后取出。将产品鼓风干燥、粉碎,最后真空干燥,装袋备用。

正交实验设计

凹凸棒石/交联聚丙烯酸钠合成的投料条件主要包括5个方面的因素:丙烯酸用量(A)、中和度(B)、交联剂用量(C)、引发剂用量(D)以及凹凸棒石粉体的用量(E)。本实验以这5个方面的因素按五因素四水平做正交实验。水平因素确定见表1。

表1 实验因素和水平

选用L16(4)正交表确定实验方案。对于吸水材料性能的评价指标,笔者选择以吸水倍率Q和吸湿倍率q作为正交实验的评价指标。

  • 造纸助剂
  • 彩色易胜博下载APP打印纸,相片纸涂层固色剂
  • 易胜博下载APP用弱溶剂涂料丙烯酸乳液
  • 阴离子垃圾捕捉剂
  • 造纸两性干强剂
  • KP8-1AKD专用高分子乳化剂
  • AKD熟化促进剂
  • 阴\阳\非离子乳液型聚丙烯酰胺
  • 损纸易回用干湿增强剂
  • 造纸阳离子导电剂
  • 助留助滤体剂乳液
  • 阴离子垃圾固定剂
  • 彩喷纸及相纸专用彩喷无醛固色剂
  • AKD专用高分子乳化剂
  • 乳液型阳离子助留助滤剂
  • 助留助滤体系阳离子定着剂
  • 微生物和沉积物控制剂
  • 日化助剂
  • 聚季铵盐-7
  • 植物染料染发固色剂
  • 聚季铵盐-47
  • 聚季铵盐-6
  • 聚季铵盐-22
  • 聚季铵盐-39
  • 纺织印染助剂
  • 防泳移剂
  • 变色固色剂
  • 高浓棉用无醛固色剂
  • 皮革增艳固色剂
  • 纺织抗静电剂
  • 除固剂
  • 油田助剂
  • 压裂酸化液阳离子改性剂
  • 阳离子粘土稳定剂
  • 医药中间体
  • 聚烯丙基胺盐酸盐
  • 偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA,V50)
  • 聚烯丙基胺
  • 薄膜涂覆化学品
  • PVC层压膜用水性聚氨酯涂层胶
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