榆林学院本科毕业论文
沸石用量的增加而减小。这是因为一方面虽然有机改性沸石表面存在少量的Si-OH,但它的亲水性明显弱于-COOH和-COO-。随着改性沸石用量的增加,-COOH和-COO-的含量不断减小,从而减小了复合材料的吸水倍率。另一方面,过大有机改性沸石的存在,会产生过多的交联点,使得交联密度过大,不利于复合材料三维网络的形成,从而降低了复合材料的吸水倍率。
3.1.2引发剂用量对吸水倍率的影响
图3-2 引发剂用量对高吸水性树脂吸水率的影响
引发剂的用量不仅影响反应速率、转化率、分子量的大小,而且会影响到反应是否会发生爆聚,固定其他条件不变,改变引发剂用量考察其对吸水率的影响。由图可知,吸水倍率随引发剂用量的增加而增加,当引发剂与单体质量比为0.3%时,吸水倍率最大,此值为引发剂用量的最佳值,继续增加引发剂用量,吸水倍率反而下降。这是由于引发剂用量较小时,不能充分引发淀粉大分子产生自由基,反应活性中心少,反应速度慢,甚至不反应,导致转化率及交联均匀度低,故吸水率也低。而且由于引发剂少,引发反应困难,诱导期相对较长,造成反应积累到一定程度突然快速反应,产生爆聚。此外,引发剂用量过少,使得沸石与有机树脂的反应机理减少,导致无法形成有效的三维空间网络结构,吸水倍率较低。
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反相悬浮法制备淀粉接枝丙烯酸复合材料的研究
当引发剂用量太多时,反应活性中心多,反应速度快,反应转化率也较高,但引发剂用量过多会增加大分子自由基终止的机会,使分子量下降,链端数目增加,甚至会出现水溶性,从而使吸水剂的吸水率降低。由于反应速率快,产生大量反应热,不易及时散失,容易导致反应产生爆聚。
3.1.3交联剂用量对吸水倍率的影响
交联剂用量对吸水倍率的影响见图3-3。由图可知,吸水倍率随交联剂用量增加呈现先升高后降低的趋势,交联剂用量为0.08%时,吸水倍率均达到最大值。交联剂用量是形成三维网络大小的关键因素,用量太少,交联密度低,材料吸水后呈半水溶性状态或部分成为水溶性树脂,且凝胶强度低,吸水倍率小;交联剂用量过多,交联密度高,三维网络结构的孔径和吸水容量变小,使得水分子难以进入网络,吸水后凝胶较硬,导致吸水倍率显著下降。
图3-3 交联剂用量对吸水倍率的影响
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榆林学院本科毕业论文
3.1.4中和度对吸水倍率的影响
图3-4 中和度对吸水倍率的影响
从吸水机理可知,亲水基团是高吸水性树脂能够完成吸水过程的原动力。丙烯酸的中和度直接影响到树脂分子链上的亲水基团的数目多少,从而影响到聚合物的吸水能力。
由图可知,当中和度低于80%时,产物吸水倍率随中和度的增加而升高;当中和度高于80%时,吸水倍率随中和度的增加而降低,可见最佳中和度为80%,此时吸水倍率最大。这是由于中和度低时,该液酸性大,聚合速率快,易引起爆聚,产生酸酐副交联且聚合物分子链上的-COOH基电离程度低,分子链及网络在吸水时呈收缩状态,产生渗透压和亲和力均小,故吸水率小。随着中和度的增加,-COOH部分变为-COO-,分子链上电离的-COO-基增加,由于-COO-基的排斥作用,分子链伸直,网络膨胀,同时产生的亲和力增强,渗透压增大,因而吸水率增加。中和度过高时,网络结构上的离子浓度较大,水分子和离子之间的氢键既多又强,由于氢键具有方向性,用氢键结合的水分子在空间上有一定的取向,相邻的氢键彼此干扰排斥。此外,过高的中和度,会使聚合物链中产生
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反相悬浮法制备淀粉接枝丙烯酸复合材料的研究
大量的-COONa,电离后相邻的-COO-间的静电排斥使得聚合物网络不稳定,限制分子链的自由运动,使聚合物的微孔不能充分发挥其贮水能力,故复合物的吸水倍率较低。
3.2产物表征
3.2.1 产物形态
图3-5 吸水前后的树脂形态
图为0.5g在最优条件下制备的的高吸水性树脂在吸水前后的状态,树脂在吸水后变成凝胶状态而且体积变大了很多倍,质量则由0.5g变为266.25g,吸水倍率达到532.5g/g。
3.2.2 红外表征
图3-6是丝光沸石原粉、有机改性后的丝光沸石、淀粉、合成的淀粉接枝丙烯
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