文档介绍：仲恺农业工程学院
毕业论文
腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究
姓名
院(系) 化学化工学院
专业班级应用化学(商品检验)042班
学号
指导教师
职称副教授
论文答辩日期 2008年05月18日
仲恺农业工程学院教务处制
学生承诺书
本人郑重声明:本人是仲恺农业工程学院化学化工学院应用化学(商品检验)专业2008届毕业生梁瑞婷,本人所呈交的论文——《腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究》是本人在导师的指导下通过大量实验和研究工作独立完成的,并没有抄袭别人的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人能对整篇文章负责。
承诺人:
日期:2008年05月
摘要
丙烯酸高吸水性树脂是近几十年发展起来的一种新型功能高分子材料,它具有吸水、保水能力强的特点,但存在耐盐性差、凝胶强度低、价格高等不足。腐植酸钾具有刺激作物生长、促进根部发育、提高土壤肥力等作用,凹凸棒黏土不但可以降低生产成本,还可提高树脂的凝胶强度、热稳定性等。将腐植酸钾和凹凸棒黏土复合改性丙烯酸高吸水性树脂,有望得到制备一种低成本、高性能的高吸水树脂。
本文采用溶液聚合法,以部分中和的丙烯酸作为单体,凹凸棒黏土作为矿物填充料,腐植酸钾作为有机填充料,制备腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂。探讨了凹凸棒黏土、腐植酸钾对聚合过程的影响,研究了凹凸棒黏土、腐植酸钾、交联剂等对复合吸水树脂吸水性、吸盐水性、热稳定性等性能的影响,并采用FTIR、TG对复合树脂结构进行表征。
凹凸棒黏土的加入提高了聚合反应速度,使复合高吸水树脂的交联度变大,部分凹凸棒黏土与聚丙烯酸发生了接枝,剩余凹凸棒黏土以物理填充的方式存在于树脂中。凹凸棒黏土用量由5%增至10%时,吸水树脂吸水倍率下降明显;而凹凸棒用量在10%~40%时,树脂吸水倍率随黏土用量的增加呈缓慢下降。适当增加凹凸棒黏土的掺入量,可以有效提高复合吸水树脂的凝胶强度、热稳定性和重复使用性。
腐植酸钾会降低复合树脂的聚合反应速率,将腐植酸钾和凹凸棒复合有利于控制吸水树脂的交联度。在腐植酸钾含量在1%~5%之间,吸水树脂的吸水倍率随着腐植酸钾含量的增多而提高,并且在5%时吸盐水性能有明显的提高。腐植酸钾与凹凸棒黏土共同作用,有利于提高复合吸水树脂的吸水倍率。腐植酸钾在树脂溶胀过程中部分会缓释到溶液中,有利于吸水树脂重复使用时吸水倍率的提高。
三元复合吸水树脂的吸水倍率和吸水速率都要优于单纯的聚丙烯酸吸水树脂,同时吸水树脂的耐盐性、凝胶强度有明显的提高。重复使用实验结果表明,复合吸水树脂的前三次吸水倍率依次增加,重复使用时依然能够保持较好的吸水效果。
关键词:丙烯酸高吸水树脂腐植酸腐植酸钾凹凸棒粘土
目录
1 前言……………………………………………………………………………………1
研究背景………………………………………………………………………………1
………………………………………………………………………………1
高吸水树脂的特点………………………………………………………………1
高吸水树脂的分类………………………………………………………………2
淀粉类高吸水树脂…………………………………………………………2
纤维素类高吸水树脂………………………………………………………2
合成类高吸水树脂…………………………………………………………3
生物降解型高吸水树脂……………………………………………………3
有机-无机复合高吸水树脂………………………………………………3
具有缓释肥料功能的高吸水树脂…………………………………………3
聚合方法…………………………………………………………………………4
本体聚合……………………………………………………………………4
溶液聚合……………………………………………………………………4
悬浮聚合……………………………………………………………………4
乳液聚合……………………………………………………………………5
高吸水树脂在农林业的应用……………………………………………………5
研究现状…………………………………………………………………………6
高吸水树脂存在的问题…………………………………………………………7
有机-无机复合高吸水树脂………………………………………………