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《北京林业大学》 2008年
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纤维素系吸水材料的制备及性能研究

徐博函  
【摘要】: 为了得到耐盐性强、吸水保水等性能好的高吸水树脂,本文选用丙烯酰胺,在引发剂过硫酸钾和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺作用下,与纤维素进行接枝共聚反应,然后水解接枝产物,将阴离子和非离子等不同的亲水基团引入到树脂分子中,使树脂亲水基团多样化;研究各种反应因素(活化时间和浓度、单体比例、反应体系温度、交联剂和引发剂量等等)对反应过程和树脂性能的影响,探寻优化的工艺条件;考察高吸水树脂吸液时的pH值、温度、粒径等因素,推断出纤维素接枝丙烯酰胺高吸水树脂的最佳吸水条件;同时还测定了树脂的保水性能和反复吸水性能;采用红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)表征吸水树脂的结构。 结果表明:氢氧化钠和尿素溶液预处理纤维素的方法对纤维素接枝反应有显著的影响,能较大的提高纤维素的反应性能,其最佳活化条件为:纤维素为3g,NaOH和CO(NH2)2的浓度比为10%:10%,活化温度为20℃,活化时间为10h;吸水树脂最佳的合成条件为:单体量为15g,交联剂为量0.08 g,引发剂量为0.6 g,合成温度为70℃,水解浓度为0.7mol/l。吸水树脂的最大吸水倍率为633.33g/g,最大吸盐水倍率为133.33 g/g,最大吸人工尿倍率为133.33 g/g。树脂具有良好的保水性和反复吸水性。FTIR分析表明,吸水树脂是纤维素和丙烯酰胺的接枝共聚物。XRD分析证明,接枝共聚反应在纤维素的无定型区和结晶区的表面均有发生。TGA分析表明,接枝产物比纤维素的起始失重温度高,热稳定性更好。SEM表征,纤维素接枝高吸水树脂表面有小而密的孔洞和起伏的层状结构,具有优异的吸水保水性能。应用试验表明:加入吸水树脂的土壤能较好的保持水分。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ324.8

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