资源描述：
《插层法制备膨润土-有机复合高性能吸水材料的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、插层法制备膨润土-有机复合高性能吸水材料的试验研究2006年?第6期插层法制备膨润土一有机复合高性能吸水材料的试验研究中国材料科技与设备(双月刊)插层法制备膨润土一有机复合高性能吸水材料的试验研究李刚,刘开平,粱庆宣,孙婧,赵以琴(1.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832003;2.长安大学材料系,陕西西安710054)摘要:研究了膨润土插层聚合制备吸水材料的过程中各因素对膨润土一有机复合高性能吸水材料吸水性能的影响,探索低成本,工艺简单的方法制备出高性能吸水材料,通过XRD,SEM对材料
2、进行了表征,该高性能吸水材料的推广将使有助于新疆优势矿产资源得以利用,可以推动当地的经济发展.关键词:膨润土;插层;复合;吸水材料中图分类号:TH145.9文献标识码:A0前言水是人类发展不可缺少的自然资源,据统计,目前我国缺水量358亿m,其中农业缺水300亿m,节水技术已经成为全世界关注的重大问题.在我国西部地区,节水和有效利用水资源对于农林业的发展和生态环境的改善显得尤其重要.吸水材料是指能吸收自重几百倍甚至几千倍的水而且加压也不脱水,干燥后吸水能力又能恢复的一种材料,高性能吸水材料的开发和
3、应用是节水保水和有效利用水资源的方法之一.研究表明:吸水材料应用在农业上可以起到抗旱保苗,增产增收,改良土壤,保水节水等作用.J,因此吸水材料已经被认为是继化肥,农药,薄膜之后第四大农用化学品.鉴于目前吸水材料价格过高,无法在农业上大面积的推广应用,因此如何降低吸水材料的成本则显得非常必要.1目前吸水材料的主要类型1.1高分子型吸水材料高分子吸水材料又称超强吸水性树脂,是具有三维交联网状结构的新型功能高分子材料.具有自身数十倍乃至数千倍的高吸水能力和加压也不脱水的高保水性能.自从20世纪6o年代开
4、发以来,得到了飞速的发展,已开始应用于医药卫生,日常用品,民用建筑等许多领域.高分子吸水材料一般采用淀粉,纤维素与不饱和有机单体接枝共聚制成,或直接用不饱和有机单体直接合成.虽然高分子型吸水材料吸水能力强,但不饱和有机单体价格昂贵,因此制成的高分子吸水材料的成本很高,致使它的应用受到了极大的限制.1.2矿物型吸水材料矿物型吸水材料是利用矿物吸水性强,与土壤兼容性好,且来源广,价格低廉的特点制成的吸水材料.它的特点是成本低,能反复使用.但是,此类吸水材料的吸水量有限,吸水后保水性能差,远远难以满足干
5、旱半干旱地区植物生长的需要.1.3粘土矿物一有机复合型吸水材料粘土矿物一有机复合型吸水材料是在高分子吸水材料与粘土型吸水材料的基础上制成的一种复合吸水材料,也是结合了高分子吸水材料与矿物型吸水材料的优点,吸水量大,成本降低.2膨润土一有机复合型吸水材料的试验原料及试验方法2.1试验原料本试验膨润土采用新疆夏子街膨润土有限责任公司生产原矿,膨润土的原矿化学成分见表1.膨润土也叫斑脱岩或膨土岩,是由凝灰岩或其他火山岩在碱性介质下蚀变而成.膨润土的主要矿物成分为蒙脱石,含量在85%一90%,另含少量长石
6、,石英,贝得石,方解石及火山玻璃.膨润土是一种具有纳米结构的天然矿物,是一种含水的层状铝硅酸盐矿物,它的理论结构化学式为(1/2Ca,Na0(A1,Mg,Fe)(Si,A1)8O20(OH4-nH2O膨润土具有吸水性强,体积能随所吸水分胀大的特点.表1膨润土原矿化学成份Tab.1BentoniteorechemicalcompositionSiO2TiO2A12O3Fe203MnOCaOMgOK20N%OP2O559.290.6314.155.980.0830.392.031.872.800.48
7、膨润土的阳离子交换容量在62～78.5mmol/100g,因此保存速效养分的能力非常强,特别适合于农业,而膨润基金项目:石河子大学工科振兴科技行动专项项目(GKZX200512);石河子大学高层次人才科研启动资金专项项目(RC2X2X~一YS12)作者简介:李刚(1975一),男,讲师,硕士,主要从事建筑材料教学与科研方面的工作.电话:0993—2057206,E—mail:xianyan—gligang@sina.cornhttp://unvw.cmasteq.comf中国材料科技与设备网)?6
8、9?中国材料科技与设备(双月刊)技术与研究2006年?第6期土的价格便宜,因此膨润土的加入可以大大的降低农用吸水材料的生产成本.其他化学试剂有丙烯酸,氢氧化钠,过硫酸铵,N—N亚甲基双丙烯酰胺等.2.2试验方法对膨润土一有机复合型吸水材料试验的技术路线主要采用阳离子型表面活性剂对膨润土进行离子交换,以扩大膨润土的层间距,以高能球磨法为手段促进吸水性有机单体在膨润土层间的插入.通过吸水性有机单体的插入并在其中原位聚合,利用聚合时放出的大量热量,克服膨润土层间的库仑力,使膨润土产生剥离
