秸稈基高吸水樹(shù)脂輻照合成及其性能研究.pdf

1、吸水性物質(zhì)與人類(lèi)密切相關(guān)，一般吸水性物質(zhì)，如海綿、紙張、纖維素、脫脂棉、餐巾等，由于只能吸收自重幾倍至十幾倍的水，加壓后易失水，限制了它們的用途。因此，開(kāi)發(fā)新型功能性高分子吸水材料具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以小麥秸稈為原料，采用60Coγ射線(xiàn)為聚合手段，在常溫常壓下，通過(guò)射線(xiàn)輻照引發(fā)小麥秸稈纖維素與丙烯酸聚合制備高吸水樹(shù)脂(SAP)的過(guò)程，研究了丙烯酸單體與秸稈原料配比、丙烯酸中和度、輻照劑量、秸稈粒徑、堿液濃度、堿液處

2、理時(shí)間、不同產(chǎn)地秸稈等對(duì)輻照秸稈制備SAP產(chǎn)品的吸液性能的影響，并通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出優(yōu)化的輻照聚合工藝條件，制備了吸液性能優(yōu)越、凝膠強(qiáng)度及保水性能好的秸稈基SAP，并對(duì)該SAP樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，探討了秸稈基SAP的吸液機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　1、輻照制備秸稈基SAP的最佳工藝條件
　　聚合反應(yīng)前，對(duì)秸稈進(jìn)行適當(dāng)處理，有利于提高反應(yīng)的速率和SAP產(chǎn)品的吸液性能和其他性質(zhì)。不同產(chǎn)地的小麥秸稈對(duì)最終合成的SAP產(chǎn)

3、品吸液性能影響不大。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)結(jié)果，得出輻照制備SAP的最佳工藝條件為:秸稈粉末25～100目，氫氧化鈉溶液濃度為20％～25％，預(yù)處理秸稈粉末12～24h，單體與原料比為8∶1～10∶1，中和度70％～80％，輻照劑量為8～10kGy。
　　2、輻照制備秸稈基SAP的吸液性能測(cè)試結(jié)果
　　以?xún)?yōu)化的工藝條件制備的秸稈基SAP產(chǎn)品，其吸蒸餾水能力為662g/g，吸生理鹽水能力為85g/g，吸1％尿素溶液能力為64

4、5g/g，吸自來(lái)水能力為326g/g，吸自然池塘水能力為299g/g，吸人尿液能力為66g/g。其吸液速率較快，吸蒸餾水和生理鹽水，在10min內(nèi)可以達(dá)到吸液飽和狀態(tài)。
　　隨著鹽水濃度的增加，SAP吸液能力開(kāi)始快速下降，后逐漸緩慢下降，在較高濃度的鹽水中仍可以保持較高的吸液能力。在pH為4～10之間的水溶液中吸液倍率基本維持在最大吸液能力范圍，均在600g/g以上。在pH＜4和pH＞10的水溶液中，吸液能力快速下降。其吸液性能對(duì)

5、溫度不敏感，在4～60℃的水溶液中吸液性能基本保持不變，均在600g/g左右，熱穩(wěn)定性好。在高溫和加壓條件下，均有較好的保水性能。
　　3、輻照制備秸稈基SAP的結(jié)構(gòu)與吸液機(jī)理
　　通過(guò)對(duì)輻照制備的秸稈基SAP樣品進(jìn)行紅外光譜分析，確認(rèn)秸稈纖維素與丙烯酸單體成功聚合為纖維素基SAP。通過(guò)對(duì)輻照制備的秸稈基SAP吸液過(guò)程中電導(dǎo)率的測(cè)定和紅外光譜分析結(jié)果，闡述了該SAP產(chǎn)品的吸液機(jī)理，主要是其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)和空間物理結(jié)構(gòu)共同作用，