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本研究的目的在于制备出具有高凝胶强度,较高吸水吸盐率,较快吸水速度和较好保水能力的复合高吸水性树脂。
以丙烯酸(AA),丙烯酰胺(AM)和各种分子筛(MS)等为原料,通过反相悬浮聚合法和溶液聚合法合成了MS/SAP复合高吸水性树脂。研究了添加有四类分子筛的复合高吸水性树脂合成中分子筛的添加量、分子筛的类型、单体组成比(AA/AM)、中和度、引发剂用量、交联剂用量等影响树脂性能的主要因素。结果表明,用反相悬浮聚合法合成的MS/SAP复合高吸水性树脂后处理容易,其吸水性能得到很好的改善,特别是凝胶强度得到明显的提高,比不添加分子筛的吸水树脂提高了2倍多左右;用溶液聚合合成的MS/SAP复合高吸水性树脂的吸水性能也得到很大的提高,其凝胶强度比不添加分子筛的吸水树脂提高了1~2倍。这是因为分子筛具有多孔性,孔壁表面有丰富的硅醇羟基,可以分别起到链结、交联作用;更重要的是分子筛为吸水树脂提供了一个稳定的骨架,从而使得吸水树脂的网络结构更规整,更牢固,因而它吸水后的凝胶强度得到大大的增强。用IR研究了复合高吸水性树脂的表面和结构,IR初步表明分子筛与丙烯酸、丙烯酰胺产生了交联。TGA图表明复合高吸水性树脂具有较好的高温保水性。
虽然聚合物/无机材料复合结构在高分子聚合物领域并非新颖,但将分子筛引入高吸水性树脂中,通过对高吸水性树脂的结构设计与合成以实现对高性能吸水树脂的改性,目前在国内还属探索阶段。本论文对MS/SAP复合高吸水性树脂的研究,丰富了高吸水性树脂的研究方法,开拓了复合高吸水性树脂性能与结构设计的新思路。