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蒙脱土复合吸水材料制备及性能的研究

张甄  
【摘要】: 本文以广西两大优势资源蒙脱土和木薯淀粉作为原料,经蒙脱土钠化改型和淀粉马来酸酐酯化后,再与丙烯酸接枝共聚,合成新型的、可被生物降解的蒙脱土复合吸水材料。在此基础之上,测定了复合材料的吸水倍率,初探了复合材料在淀粉凝胶中的应用。 对蒙脱土钠化的研究表明:最优钠化改型条件为:反应温度75℃,反应时间6 h,钠化试剂用量6%,钠化体系pH值为10.0,在此反应条件下得到的钠基蒙脱土CEC为103.31 mmol/100 g,膨胀体积达到88.3 mL/g。通过微波预处理可在一定程度上提高原土的CEC,缩短钠化精制的时间。在钠化中使用超声波振荡可让蒙脱土具有更优的抗凝沉性。 对合成马来酸酐淀粉酯的研究表明:微波下马来酸酐淀粉酯最优的合成条件为:淀粉用量5.00 g,马来酸酐用量比例为0.4,吡啶用量比例为0.3,反应时间5 min,反应温度为100℃。在此条件下可以快速得到取代度为0.189的淀粉酯。 对蒙脱土复合吸水材料的制备研究表明:反应温度60℃、反应时间5 h,交联剂用量为0.02%,引发剂用量为0.047%,蒙脱土用量为13.5%、马来酸酐淀粉酯用量为13.6%、丙烯酸中和度为80%时,可获得吸水倍率为746g/g的蒙脱土-淀粉酯-丙烯酸吸水复合材料。此外,本文还探讨了复合材料的吸水和保水机理。 对复合材料在淀粉凝胶中的研究表明:蒙脱土-淀粉酯-丙烯酸复合材料可以与木薯淀粉形成均匀的凝胶。在木薯淀粉中加入质量分数为40%的复合材料不仅能够提高凝胶的压缩强度,而且还能缓解淀粉因失去水分而变得干硬的问题,利于拓宽淀粉凝胶的使用范围。


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