AAAMPS-LDH插层聚合及有机无机复合高吸水树脂的制备与性能研究

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1、摘要AA／AMPS．LDH插层聚合及有机／无机复合高吸水树脂的制备与性能研究摘要高吸水性树脂具有优异的吸水及保水性能，广泛应用于工业、农业及人们的日常生活中，但耐盐及耐热性不足。水滑石(LDH)是一种以天然矿物的形式存在的典型的多功能阴离子层状粘土，并且可以人工合成。本文为了改善高吸水树脂的耐盐性及耐热性，以水滑石为主体，以丙烯酸(从)、2．丙烯酰胺基．2．甲基丙磺酸(AMPS)为客体，采用离子交换法分别制备了AA、AMPS单插层的LDH(AA—LDH或AMPS—LDH)以及AA和AMPS共插层

2、的LDH(A刖AMPS．LDH)；并以具有限域空间的LDH作为“纳米反应器”，实现了客体在LDH层间的自由基聚合；此外，还通过插层．原位聚合法制备了有机无机复合高吸水树脂并对其吸水性能进行了深入研究。主要工作如下：1．以镁铝硝酸根水滑石(MgAI．N03．LDH)为前体，以AA、AMPS为客体，采用离子交换法分别制备了单插层的AA．LDH或AMPS．LDH以及共插层的A鲥A脚S．LDH，并用XRD、FT．IR、ICP和元素分析法对其进行了表征。结果表明：随着投入量AMPS与AA摩尔比的增加，(0

3、03)衍射峰的20角向小角度方向移动，‰3值逐渐增大，但所有20与d003的值都处于AA、AMPS单独插层LDH的20与d003值之间，且AA与AMPS的实际插入量与投料量基本一致。2．以具有限域空间的LDH为“纳米反应器”，过硫酸钾(K2S208)为引发剂，成功实现了客体在LDH层间的聚合，用XRD、TG．DTA对其结北京化T大学硕学位论文构和热性能进行了分析。结果表明：发生层间聚合后LDH的(003)衍射峰的20角向大角度方向移动，d003值变小；共插层的LDH发生层间聚合后热稳定性提高。3

4、．利用CO，2。强离子交换特性成功置换出了LDH层间聚合物P(AA．CO．AMPS)。经GPC测定，以混合的磷酸盐溶液为参比，当投料比nAA：nAMPs=1：9，6：4和9：1时，共聚物的数均分子量(Mn)分别为50010、20000和209339／mol。4．以AA、AMPS为原料，过硫酸钾(K2S208)为引发剂，N，N’二甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，分别以NO，．LDH、AMPS．LDH、AA／AMPS．LDH为添加剂，在nAA：nAMPs=85：15，中和度90％，单体浓度35％

5、，交联剂用量O．05％(占单体质量的比例，下同)，引发剂用量O．1％，添加剂用量5％，反应温度75。C的条件下，采用水溶液聚合法制备了有机无机复合高吸水树脂。研究结果表明：(1)添加AA／AMPS．LDH的高吸水树脂吸液率、吸水速率、热稳定性等性能优于纯有机树脂及添加N03．LDH的树脂，其中AA／AMPS．LDH添加量为5％的树脂与纯有机树脂比较，吸水率、吸盐率(O．9％NaCI溶液)、热稳定性分别提高了27．7％、51．5％与50℃左右。(2)在不同盐溶液、不同盐浓度下对添加AA／AMPS．

6、LDH、NO，．LDH的树脂的吸液能力进行了研究，结果表明添加AA／AMPS．LDH的树脂性能均优于添加N03．LDH的树脂。(3)XRD与FT．IR表征证明，在合成树脂的过程中AA／AMPS．LDH层板被剥离或者层间距被扩张，通过自由基共聚合获得了Poly(Am．CO．AMPS)／LDH纳米复合结构。关键词：丙烯酸，2．丙烯酰胺基．2．甲基丙磺酸，水滑石，高吸水树脂，共插层，层间聚合，纳米反应器，有机／无机复合材料Ⅱ摘要THEINTERCALATIoNANDPoLYMERIZATIoNoFAA

7、／AMPS．LDHANDTHESYNTHESISANDPRoPERTIESoFoRGANIC．INoRGANICCoMPoSITESUPERABSoRBENTABSTRACTSuperabsorbentpolymers，whichcanabsorbandretainextremelylargeamountsofliquidrelativetotheirownmass，havebeenwidelyusedinindustry，agricultureandpeople’Sdailylife，duet

8、otheirexcellentcharacteristics．However，somepropertiessuchasswellingabilityinsalinesolutionandthermalstabilitystillneedtobeimproved．Layereddoublehydroxides(LDH)，afamilyofmultifunctionallamellarclays，arealargetypeofnaturallyoccurringandsyntheticmateria