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微波輔助羧甲基纖維素接枝丙烯酰胺膨潤土復合保水劑的研究.pdf

'微波輔助羧甲基纖維素接枝丙烯酰胺膨潤土復合保水劑的研究.pdf'
第35卷 第 6期 2012年 11月 非 金 屬 礦 Non M etallic M ines v01.35 N O.6 November,2012 微波輔助羧甲基纖維素接枝丙烯酰胺/膨潤土復合 保水劑的研究 張秀蘭 栗印環 孫俊勇 牛明改 (信陽師范學院 化學化工學院 ,河南 信陽 464000) 摘 要 以N,N一亞甲基雙丙烯酰胺作交聯劑,過硫酸鉀為引發劑,利用微波輔助合成羧甲基纖維素接枝丙烯酰胺 /膨潤土復合保水劑。研 究纖維素與單體的配比、膨潤土添加 量、引發劑 用量 、交聯劑用量、中和度及單體質量 比對吸水率的影響 ,通過 XRD 和 IR表征復合保水劑的微觀 特征。結果表明,膨潤土在聚合物 中能較好分散 ,復合保 水劑吸 自來水倍率達 523g ,吸 O.9% 生理鹽水倍率達 84eCg。該保水劑有較好 的吸水保 水 性 能 。 關鍵詞 微波輔助 膨潤土 羧甲基纖維素 丙烯酰胺 保水劑 中圖分類號 :TB34;TD985 文獻標識碼 :A 文章編號 :1000-8098(2012)06-0045-04 Study on W ater Retaining Agent of Carboxym ethyl Cellulose Grafted Acrylamide/Bentonite Assisted by M icrowave Zhang Xiulan Li Yinhuan Sun Junyong Niu M inggai (College of Chemistry and Chemical Engineering,Xinyang Normal University,Xinyang,Henan 464000) Abstract Using N,N-methylene—bis·acrylamide as crosslinker and potassium sulfate as an initato~water retaining agent based on carboxym ethyl cellulose grafted acry lam ide/bentonite was prepared by m icrowave assisted m ethod.The influences such as the ratio of cellulose over monom er,the amount ofbentonite added,the am ount of initiator and crosslinker,neutralization degree and the mass ratio of acrylic acid to acrylam ide were discussed. The microscopic features of the composite was characterized by XRD and IR.The results showed that bentonite was well dispersed in the composite, the absorban cy of the composite to tap water and O.9% NaC1 solution is 523 g/g and 84 g/g respectively.The water retaining agent has good capacity of water absorption and holding. Key words microwave assisted synthesis bentonite carboxymethyl cellulose acrylam ide water retaining agent 土壤保水劑的研制和使用對緩解干旱、提高水分 利用率有積極作用,但保水劑大量使用廢棄后會污染 環境。研究、開發可 生物 降解保水劑 ,實現其循環使 用和再生利用具有重要現實意義 [14]o纖維素是一種 來源廣泛 ,價格低廉的天然高分子化合物 ,具有可生 物降解性、抗霉解性和成為環境友好材料 的潛力 ;膨 潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的層狀黏土礦物,價 廉易得 ,具有較強的親水性。微波輻射可提高加熱質 量和反應速度 『5 ],在以往研究 [5 基礎上 ,開展以膨 潤土、羧甲基纖維素為原料,在微波輻射下使其與丙 烯酸、丙烯酰胺接枝聚合的研究,制備可生物降解、綜 合性能 良好、生產成本較低的復合型保水劑 ,有利于 在農林園藝以及生態環境治理等領域應用及推廣。 1 實驗部分 1.1 原料 、試劑與儀 器設備 膨潤土,粒度 200~300 目,信 陽華興膨潤土有限公 司,其化學組成 (%)為 : SiO2,69.12;AI2O”14.06;Fe20” 1.75;FeO ,0.72;CaO , 收 稿 日期 :2012—09—19 基 金項 目:河南省科技計劃項 目(122102210248);河南省教育廳科技 攻關項 目(2011B150033)。 .. 45.. 1.59;MgO,2.38;K2O,1.37;Na20,2.28;灼失量,6.35。丙 烯酸 (AA,單體)、丙烯酰胺 (AM,單體)、N,N一亞 甲基 雙丙烯酰胺 (交聯劑)、過硫酸鉀 (引發劑)、氫氧化鈉、 氯化鈉 ,均為分析純 ;羧 甲基纖 維素,市售 。PE.680 型紅外光譜儀 ,美國 Perkin-Elmr公司 ;D8/Advance型 x-射線衍射儀 ,德 國布魯克公司;微波爐 (800W), 廣東格蘭仕集團有限公司;CQF.50型超聲波清洗器 , 中船七院七二六所;FA2004A型 電子分析天平,上海 精天 電子儀器有 限公 司;DHG一907385—111型電熱恒 溫鼓風干燥箱 ,上海新苗醫療器械制造有限公司。 1-2 復合保水劑的制備 稱取一定量羧甲基纖維素 置于燒杯中,加適量蒸餾水,在 80℃水浴鍋上加熱使 之溶解備用。在冰水浴條件下,向盛有一定量丙烯酸 單體的燒杯中邊攪拌邊緩慢滴加 NaOH溶液,使其部 分中和,然后依次加入丙烯酰胺、膨潤土粉末、交聯劑 N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和羧甲基纖維素溶液,超聲波 振蕩使其混合均勻,加引發劑過硫酸鉀 ,攪拌均勻后將 其放入微波爐中,在 160W 功率下加熱使其聚合 ,反應 完全后取出,在 95℃干燥箱中干燥、剪碎 ,繼續干燥至 恒重,最后取出產物按不 同測試要求進行后處理。
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丙烯 接枝 酰胺 膨潤土 纖維素 復合 甲基 水劑 輔助 微波
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