陳煜太，姜 紅，楊 燕

(1.中國(guó)人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038；2.西南石油大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610500)

丙烯酸-丙烯酰胺共聚/蒙脫土復(fù)合吸水樹脂的制備

陳煜太1，姜 紅1，楊 燕2

(1.中國(guó)人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038；2.西南石油大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610500)

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)為單體，蒙脫土(MMT)作為無(wú)機(jī)組分，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)作為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)為引發(fā)劑，采用水溶液聚合法制備了AA-AM共聚/蒙脫土復(fù)合吸水材料?？疾炝瞬煌┧嶂泻投?、交聯(lián)度和MMT用量對(duì)復(fù)合材料的性能影響。通過(guò)性能測(cè)試和數(shù)據(jù)分析得出了最佳合成條件是：反應(yīng)體系溫度為70 ℃，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，丙烯酸中和度70%，MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。在最佳合成條件下得到的產(chǎn)物純水吸收倍率為1 256.73 g/g，生理鹽水吸收倍率為90.60 g/g。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和熱失重(TGA)等分析方法對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

復(fù)合材料； 蒙脫土； 吸水樹脂

0 前言

高吸水樹脂(super absorbent resin，SAR)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品。工業(yè)上使用的高吸水樹脂主要是用于增加液體黏度和凈水工業(yè)中的金屬離子吸附；農(nóng)業(yè)上高吸水樹脂可以改變土壤對(duì)水分的吸收和保水能力，控制土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的釋放速度，從而提高水分和肥料的利用效率，達(dá)到節(jié)約水資源的目的；在日常生活方面，高吸水材料主要用作生活衛(wèi)生用品，包括尿不濕和衛(wèi)生巾等[1]。隨著高吸水材料的不斷發(fā)展，其在化工、醫(yī)療、消防、涂料等眾多領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。

最早的高吸水材料主要有交聯(lián)聚丙烯酰胺、交聯(lián)聚環(huán)氧乙烷和交聯(lián)聚乙烯醇[2-3]?？茖W(xué)家Flory通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，建立了吸水性高分子吸水理論，為高吸水材料的開發(fā)和研究奠定了理論基礎(chǔ)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合型高吸水樹脂的耐鹽性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保屬性好且生產(chǎn)的工藝簡(jiǎn)化，這使得復(fù)合型高吸水樹脂迅速發(fā)展[5]。近些年來(lái)，關(guān)于高吸水樹脂的研究方向已經(jīng)非常多元，研究人員們往往在注重吸水保水性能的同時(shí)，聚合方法、聚合工藝、交聯(lián)密度以及添加劑等方面都已經(jīng)形成了相對(duì)應(yīng)的研究體系[6-7]。本文利用常見的單體制備一種性能優(yōu)異的復(fù)合產(chǎn)物，并利用不同的測(cè)試手段研究了產(chǎn)物的相關(guān)性能。

1 高吸水樹脂概述

1.1 吸水機(jī)理

根據(jù)高吸水樹脂合成單體的不同，主要分為電解質(zhì)單體和非電解質(zhì)單體兩類。電解質(zhì)型高吸水樹脂的吸水速率快，在較短時(shí)間里就能達(dá)到最大溶脹，在理論上能夠利用離子交換原理凈化水中的重金屬離子[8]。電解質(zhì)型高吸水樹脂的吸水過(guò)程是：樹脂和水分接觸后，水分通過(guò)毛細(xì)作用向樹脂內(nèi)滲透，樹脂分子鏈上的電解質(zhì)基團(tuán)與水分接觸后就會(huì)發(fā)生電離，此時(shí)電離出來(lái)的離子由于受到樹脂高黏度阻力的影響，無(wú)法及時(shí)向外部擴(kuò)散，因此形成了相對(duì)濃度較高的電解質(zhì)溶液，與外部的水分形成一定的滲透壓差，加速水分子進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中的速度。同時(shí)，電離之后的分子鏈上由于帶有相同的電荷，同種電荷之間的相互靜電排斥作用將使聚合物網(wǎng)絡(luò)張開，平衡時(shí)吸水倍率增加。非電解質(zhì)型高吸水樹脂利用聚合物網(wǎng)絡(luò)中的親水基團(tuán)(如氨基)，與水分子相互作用從而滯留在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，除了基團(tuán)電離以外，兩類樹脂鏈段的熱力學(xué)行為相似，并且，非電解質(zhì)型的高吸水樹脂的耐鹽性要比電解質(zhì)型高吸水樹脂強(qiáng)。

水分子進(jìn)入到聚合物網(wǎng)絡(luò)中之后，與分子鏈上的親水基團(tuán)作用從而滯留在網(wǎng)絡(luò)中。一旦水分子和分子鏈之間的相互作用被破壞，材料的保水性能也就對(duì)應(yīng)地喪失。在對(duì)高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)與性能的研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)不同的親水基團(tuán)之間是存在協(xié)同效應(yīng)的，而且總結(jié)出了電解質(zhì)型高吸水樹脂中各基團(tuán)親水性大小的排序?yàn)椋酣DSO3H>―COOH>―CONH2>―OH；吸水能力還受外界離子的影響，鹽類的影響強(qiáng)弱為：NaCl

1.2 黏土礦物復(fù)合高吸水樹脂

目前主要的復(fù)合吸水材料是用交聯(lián)高分子與生物系天然高分子材料或黏土礦物復(fù)合，或者三者都有[11]。生物系高吸水樹脂是建立在天然高分子上，通過(guò)改性而得到的復(fù)合高吸水樹脂。這一類復(fù)合高吸水樹脂的特點(diǎn)就是可生物降解，與生物體和自然環(huán)境有很高的親和力，現(xiàn)已用于醫(yī)療衛(wèi)生用品的制備和環(huán)保生物降解緩釋肥料的研究[12-13]。

黏土礦物是一類層狀的硅酸鹽鋁酸鹽結(jié)晶，晶層之間存在范德華力和靜電引力等作用，層間具有一定的層間陽(yáng)離子用以維持晶層中由于原子替換和晶胞破壞等原因產(chǎn)生的負(fù)電荷。因?yàn)椴煌酿ね恋V物晶層之間有著不同的作用方式，所以對(duì)水的親和性不盡相同。對(duì)于膨潤(rùn)土(主要是指蒙脫土)來(lái)說(shuō)，硅酸鹽晶層之間的結(jié)合力較弱，復(fù)合的方式主要是插層，這樣得到的復(fù)合材料在分散尺度上可達(dá)到納米級(jí)，晶體顆粒分散在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，可增加聚合物內(nèi)部的離子濃度和滲透壓，從而提高耐鹽性能和吸水倍率。對(duì)于非膨脹黏土來(lái)說(shuō)，層間作用強(qiáng)且間距穩(wěn)定，復(fù)合原理主要是利用鋁羥基或者硅羥基與有機(jī)單體進(jìn)行接枝聚合，原理和淀粉的接枝改性相似。與黏土礦物復(fù)合得到的高吸水樹脂由于無(wú)機(jī)組分的支撐，在高度溶脹的狀態(tài)依然具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，這使得復(fù)合材料的抗壓性能得到提升。并且，無(wú)機(jī)組分的熱穩(wěn)定性能比有機(jī)聚合部分要好，因此復(fù)合吸水材料的耐溫性能會(huì)相應(yīng)地提高[14-15]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

丙烯酸(AA)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

丙烯酰胺(AM)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

過(guò)硫酸鉀：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氫氧化鈉：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氯化鈉：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氯化鈣：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

無(wú)水乙醇：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

蒙脫土(MMT)：工業(yè)級(jí)，和布克塞爾蒙古自治縣海鑫膨潤(rùn)土有限公司。

2.2 儀器和設(shè)備

X射線衍射(XRD)儀：DX-2700B，丹東浩元儀器有限公司；

熱失重分析(TGA)儀：TGA/SDTA851e，瑞士梅特勒-托利多公司；

傅立葉變換型紅外光譜(FTIR)儀：Nicolet 6700，賽默飛世爾科技有限公司；

掃描電子顯微鏡(SEM)：JSM-7500F，日本電子株式會(huì)社。

2.3 復(fù)合材料的制備

2.3.1 合成準(zhǔn)備

配制濃度分別為65%、70%、75%、60%的NaOH溶液；配制濃度為0.9%的NaCl溶液；配制濃度為0.57%的CaCl2溶液；配制濃度分別為0.08 g/50 mL、0.11 g/50 mL、0.15 g/50 mL的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液；配制濃度為0.30 g/50 mL的過(guò)硫酸鉀溶液。

2.3.2 合成過(guò)程

稱取MMT加水配成懸濁液，稱量10 g丙烯酸于燒杯中，用NaOH溶液中和后，在冷水浴中攪拌至室溫，稱取10 g丙烯酰胺放入廣口瓶，并加入中和后的丙烯酸溶液。量取交聯(lián)劑溶液加入混合溶液中，定容至70 mL，并攪拌15 min。將廣口瓶置于70 ℃條件下水浴，保持?jǐn)嚢瑁脺囟扔?jì)檢測(cè)反應(yīng)體系溫度。待體系溫度上升至65 ℃時(shí)，加入引發(fā)劑，保持?jǐn)嚢杷俾?，反?yīng)2 h。

當(dāng)反應(yīng)體系黏度明顯上升或有輕度爬桿現(xiàn)象時(shí)停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)15 min，再將廣口瓶放置在冷水浴中，等溫度下降到室溫時(shí)，取出生成的凝膠，用無(wú)水乙醇洗滌。用剪刀將凝膠絞碎，放置在表面皿上，置于烘箱中，在65 ℃條件下干燥，用高速粉碎機(jī)粉碎成粉末，裝入樣品袋中封口保存。吸水樹脂網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.4 復(fù)合材料的測(cè)試和表征

對(duì)復(fù)合高吸水材料的主要測(cè)試和表征包括：常溫吸鹽水測(cè)試；常溫吸純水測(cè)試；吸水速率測(cè)試；FTIR、SEM、XRD測(cè)試和熱性能分析。測(cè)試條件：TGA儀器升溫速率為10 ℃/min，測(cè)試溫度范圍為25～800 ℃；XRD設(shè)置掃描角度為5°～80°，步進(jìn)角為6°；SEM前處理需對(duì)樣品表面噴金，設(shè)置掃描電壓為20 kV；FTIR設(shè)置掃描范圍為4 000～400 cm-1，用溴化鉀壓片法對(duì)樣品前處理。

為了補(bǔ)充驗(yàn)證產(chǎn)物的吸鹽水性能，探索用于表征吸鹽水能力的新指標(biāo)，在測(cè)試中增加了鈣鹽溶液的吸收測(cè)試。吸水測(cè)試的計(jì)算如式(1)所示：

Q=(m2-m1)/m1

(1)

式中：Q為吸(鹽)水倍率，m2為達(dá)到溶脹平衡后吸水樹脂的質(zhì)量，m1為吸水前吸水樹脂的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中，生理鹽水的濃度為0.90%，CaCl2溶液的濃度為0.57%。測(cè)試中CaCl2溶液的離子強(qiáng)度(I)與生理鹽水的一致，相同的離子強(qiáng)度條件下兩種溶液中的離子會(huì)產(chǎn)生相同的外加電場(chǎng)強(qiáng)度(E)和離子活度(a)，從而可單純研究離子種類對(duì)吸水倍率的影響，具體推導(dǎo)過(guò)程如下：

(2)

式中：Ci為溶液中某種離子的質(zhì)量摩爾濃度，Zi為該離子的電價(jià)。得出：

I(NaCl)=0.000 153 8=I(CaCl2)

(3)

w(CaCl2)=0.5692%

(4)

式(4)中w表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)。吸水速率的測(cè)試原理和吸水倍率一樣，不同之處在于吸水速率測(cè)試只測(cè)試了不同溫度下吸水90 min后的總質(zhì)量，計(jì)算公式為：

(5)

式中：qe為吸水速率，t為吸水時(shí)間。

圖1 聚合物交聯(lián)結(jié)構(gòu)

3 結(jié)果與討論

3.1 復(fù)合材料的純水吸收測(cè)試分析

在固定丙烯酸中和度的條件下，產(chǎn)物的最大吸水倍率隨著MMT用量的增加，大致呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在其中選取丙烯酸中和度為75%的樣品吸水倍率相關(guān)數(shù)據(jù)，得出吸水能力與MMT用量之間的關(guān)系曲線，如圖2所示。從吸水?dāng)?shù)據(jù)中可以看出，在一定丙烯酸中和度和交聯(lián)度的條件下，復(fù)合吸水材料的吸水倍率總是隨著MMT的用量增加而呈現(xiàn)出一個(gè)先增加后減小的趨勢(shì)，這說(shuō)明MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，增加MMT用量具有提高復(fù)合材料吸水能力的作用，但針對(duì)不同的交聯(lián)程度的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，最優(yōu)的MMT用量有所不同。一般來(lái)說(shuō)交聯(lián)密度越大的體系，最佳蒙脫土用量就越低。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，吸水倍率最高產(chǎn)物的合成條件是：聚合溫度為70 ℃、丙烯酸中和度為70%、MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、NMBA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，并且最大純水吸收倍率為1 256.73 g/g。

圖2 AA中和度為75%復(fù)合材料的吸水曲線

3.2 復(fù)合材料的鹽水吸收測(cè)試分析

3.2.1 生理鹽水

從50組樣品的純水吸收測(cè)試中，選出吸水倍率大于600 g/g的樣品進(jìn)行生理鹽水吸收測(cè)試，一共有17組樣品，它們對(duì)生理鹽水的吸收情況如表1所示。

表1 生理鹽水吸收倍率

從表1的數(shù)據(jù)中可以看出，對(duì)純水吸收倍率最大的樣品對(duì)生理鹽水的吸收不一定是最大的，但是綜合數(shù)據(jù)來(lái)看，一般吸收生理鹽水倍率較高的產(chǎn)物，吸水倍率也較高。從吸水倍率上來(lái)看，電解質(zhì)對(duì)樹脂的吸水能力有巨大的影響，這主要是有兩個(gè)方面的原因：(1)溶液中的電解質(zhì)離子與聚合物鏈段上的離子型基團(tuán)(如羧基)相互作用，使得鏈段上的靜電荷量減小，排斥力下降，分子鏈發(fā)生相應(yīng)收縮導(dǎo)致聚合物網(wǎng)絡(luò)的空間體積下降，吸水能力因而下降；(2)電解質(zhì)離子增加了外部溶液的滲透壓，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的溶液離子濃度差減小，即導(dǎo)致滲透壓差減小，使得達(dá)到溶脹平衡時(shí)吸水倍率降低。

3.2.2 氯化鈣溶液

利用和生理鹽水測(cè)試中完全相同的17組樣品，在相同離子強(qiáng)度條件下，考慮離子種類對(duì)復(fù)合材料吸水倍率的影響，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 氯化鈣溶液吸收倍率

從吸收倍率上來(lái)看，吸水樹脂對(duì)于鈣鹽更加敏感，即在相同離子強(qiáng)度條件下，產(chǎn)物對(duì)于鈉鹽溶液的吸收倍率要高于鈣鹽，這表明離子種類本身對(duì)于產(chǎn)物的吸水能力有一定的影響，這可能是由于不同陽(yáng)離子在水中的存在狀態(tài)和作用強(qiáng)弱不同造成的。同時(shí)說(shuō)明在高吸水樹脂的實(shí)際使用條件下，往往達(dá)不到理論上的性能，甚至?xí)霈F(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)沒有實(shí)際意義的情況。根據(jù)高吸水樹脂的不同使用條件，采用不同的測(cè)試對(duì)比方法，可能會(huì)更加有實(shí)際意義。

3.3 不同溫度下吸水速率的影響

溫度是一個(gè)影響材料吸水性能的一個(gè)重要因素，本實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了同一樣品(26號(hào)樣品)在不同溫度下吸水90 min后的吸水倍率隨溫度變化趨勢(shì)，如圖3所示。

圖3 吸水倍率-溫度變化

從吸水倍率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)來(lái)看，吸水速率隨溫度升高先增加后降低，吸水速率最快的溫度為60～65 ℃。其原因可能是：高分子材料的鏈段運(yùn)動(dòng)需要一定的外部能量，溫度越高，鏈段運(yùn)動(dòng)就越快，也就是說(shuō)在吸水的過(guò)程中聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的溶脹速率越快，因此吸水速率隨著溫度的增加呈上升的態(tài)勢(shì)。當(dāng)溫度上升到一定高度時(shí)，聚合物網(wǎng)絡(luò)中的一些鏈段在外加熱量的作用下被激活，發(fā)生繼續(xù)交聯(lián)，聚合物網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)密度增大，限制了高吸水樹脂的吸水能力，此溫度一般和產(chǎn)物生成的聚合反應(yīng)溫度相近。不同溫度條件下的聚合物網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對(duì)比如圖4所示。

(a) 較低溫度

(b) 較高溫度

3.4 復(fù)合材料的紅外光譜分析

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的紅外吸收光譜如圖5所示，吸收光譜中的主要吸收峰對(duì)應(yīng)的基團(tuán)如表3所示。從表3中看出，復(fù)合材料中出現(xiàn)了丙烯酸單體對(duì)應(yīng)的羧基，丙烯酰胺單體對(duì)應(yīng)的酰胺基以及MMT中對(duì)應(yīng)的硅氧振動(dòng)峰。此紅外光譜中的吸收峰說(shuō)明，制備的產(chǎn)品中包含了這些組分，證明復(fù)合材料成功合成。

圖5 MMT復(fù)合吸水材料的紅外吸收光譜

波數(shù)/cm-1基團(tuán)3419酰胺基中氮?dú)渖炜s振動(dòng)3145羧基中氫氧伸縮振動(dòng)2919，2854亞甲基碳?xì)渖炜s振動(dòng)1623酰胺基中羰基伸縮振動(dòng)1396羧基中碳氧伸縮振動(dòng)1174，1122MMT中硅氧鍵剪式振動(dòng)620酰胺基面外剪式振動(dòng)

3.5 復(fù)合材料的熱失重分析

復(fù)合材料的熱失重曲線如圖6所示，從TGA和DTG曲線中可以看出，用于熱失重的樣品中含有少量水分，這部分水分在60 ℃以上才開始丟失，此溫度和產(chǎn)物的干燥溫度相近，說(shuō)明在60 ℃時(shí)這部分水分是鎖定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的，從側(cè)面證明材料的保水性能。樣品在300 ℃時(shí)開始分解，最大失重溫度為350 ℃。從這些數(shù)據(jù)上來(lái)看，加入的蒙脫土成分的復(fù)合吸水樹脂的耐熱性能比普通吸水樹脂最大失重溫度(約為200 ℃)高，證明將蒙脫土(MMT)和有機(jī)吸水材料復(fù)合得到的復(fù)合吸水材料在熱穩(wěn)定性方面得到了提升。

(a) TGA曲線

(b) DTG曲線

3.6 復(fù)合材料的X射線衍射分析

復(fù)合材料和純凈蒙脫土的XRD測(cè)試結(jié)果如圖7所示。從圖7中可以看出，復(fù)合材料的衍射譜主要是疊加的彌散峰，最大衍射峰強(qiáng)度為1 400；MMT的衍射峰是尖銳的衍射峰，衍射強(qiáng)度大。按照X射線和物質(zhì)作用的原理，復(fù)合材料中出現(xiàn)的彌散峰可能是因?yàn)樵谥苽鋸?fù)合材料的過(guò)程中，MMT的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，形成了短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的非晶結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)果表明，利用水溶液聚合法可以制備MMT插層復(fù)合高吸水樹脂，這種復(fù)合方法使得參與復(fù)合的組分之間相容性增加，達(dá)到納米分散。

圖7 XRD測(cè)試結(jié)果 (a)MMT復(fù)合材料；(b)純凈MMT

3.7 復(fù)合材料的掃描電鏡分析

復(fù)合吸水材料26號(hào)樣品SEM測(cè)試結(jié)果如圖8所示。在放大3 000倍的鏡頭下，可以看到材料表面有一些白斑小顆粒，推測(cè)是MMT中的SiO2顆粒造成的。材料表面有很多的褶皺，這些褶皺能夠增大材料和水分的接觸面積，提高吸水速率。材料的斷面形態(tài)如圖8(c)所示，參差不齊且不平滑，是典型的脆斷，這表明這種復(fù)合材料在干燥條件下是一種脆性材料。在放大50 000倍的鏡頭下，MMT和聚合物沒有出現(xiàn)分相或者是團(tuán)聚現(xiàn)象，表明兩種組分之間有很好的相容性，這樣的復(fù)合保證了材料的均一性。

(a) 放大3 000倍

(b) 放大3 000倍

(c) 放大50 000倍

(d) 放大50 000倍

4 結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，上述的合成方法能夠用于制備性能較好的復(fù)合高吸水樹脂，純水吸收倍率和鹽水吸收倍率都處于較優(yōu)的水平。經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)行分析，最終得出以下結(jié)論：

(1)該復(fù)合材料中同時(shí)含有無(wú)機(jī)蒙脫土(MMT)和有機(jī)高分子組分，證明產(chǎn)品復(fù)合成功。利用丙烯酸、丙烯酰胺能夠和MMT復(fù)合制成高吸水材料，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明這種復(fù)合高吸水樹脂的耐溫性能比非復(fù)合型吸水樹脂的耐熱性能好，熱失重溫度提升了約100 ℃，在高吸水樹脂中添加無(wú)機(jī)組分能夠提高高吸水樹脂的熱穩(wěn)定性能。

(2)插層復(fù)合方法能夠保證聚合物相與黏土相的相容性，在納米尺度上沒有出現(xiàn)相分離。最佳的吸水溫度保證在聚合溫度以下10 ℃左右。并且，除了生理鹽水吸收倍率能夠表示耐鹽性好壞外，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.57%鈣鹽溶液的吸收倍率也可以用于表征吸水材料的耐鹽性能。AA/AM-MMT復(fù)合吸水材料的最佳合成條件是：反應(yīng)體系的溫度為70 ℃，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，丙烯酸中和度70%，MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。

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杜邦高性能材料事業(yè)部與展宇光伏簽訂
平屋面安裝技術(shù)授權(quán)許可協(xié)議

在SNEC2017盛大開展期間，杜邦高性能材料事業(yè)部與分布式光伏行業(yè)翹楚EPC展宇光伏(前“晶科光伏科技”)簽訂平屋面安裝技術(shù)授權(quán)許可協(xié)議。在該授權(quán)協(xié)議許可下，展宇光伏通過(guò)使用杜邦 Rynite?高性能材料，運(yùn)用獨(dú)特專利設(shè)計(jì)，給平屋面的分布式光伏項(xiàng)目帶來(lái)完全不同的創(chuàng)新體驗(yàn)。該技術(shù)無(wú)需對(duì)屋面進(jìn)行穿刺，具有承重輕、安裝快捷、同等面積安裝容量比傳統(tǒng)安裝方法提高20%以上等優(yōu)點(diǎn)，并且通過(guò)了高抗風(fēng)等級(jí)(15級(jí))，和UL1703 A級(jí)防火的測(cè)試要求，安全性得到充分保障。

展宇光伏已于去年在鹽城順利完成單體1MW的試點(diǎn)項(xiàng)目，目前僅華東地區(qū)就握有數(shù)十兆瓦以上的平屋面項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，相當(dāng)一部分將在近期開工建設(shè)。

杜邦公司一直致力于為光伏行業(yè)客戶提供高性能材料解決方案，以獲得更可靠的系統(tǒng)，降低系統(tǒng)長(zhǎng)期使用成本，進(jìn)而取得更高效的投資回報(bào)。杜邦公司開發(fā)的Rynite?, Delrin?, Zytel?, Crastin?等多種系列產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐戶外老化性能，在光伏應(yīng)用領(lǐng)域受到客戶的廣泛認(rèn)可。

Preparation and Performance Evaluation of Acrylic Acid-Acrylamide Copolymer/Montmorillonite Composite Water Absorbent Resin

CHENYu-tai1,JIANGHong1,YANGYan2

(1.School of Forensic Science, People’s Public Security University of China, Beijng 100038，China； 2.School of Materials Science and Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500，Sichuan，China)

In this research, the AA-AM copolymer/ montmorillonite composite absorbent mate-rial was prepared by aqueous solution polymerization, using acrylamide(AM) and acrylic acid(AA) as monomers, montmorillonite(MMT) as inorganic component, N,N-methylene bisacry-lamide (NMBA) as a crosslinking agent and potassium persulfate(K2S2O8) as the initiator. The influence of neutralization degree of acrylic acid, the amount of cross-linking agent and amount of MMT were studied to optimize the preparation condition. The optimized reaction conditions of the AA-AM copolymer/ montmorillonite composite were as follows: reacted at 70 ℃,NMBA0.05%, neutralization degree of acrylic acid 70%,MMT 7%. The absorbencies of the best sample thus synthesized can be up to 1 256.73 g/g in distilled water and 90.60 g/g in saline solution. Many analysis methods such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electronic microscope (SEM), X ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA) were employed to evaluate the performance of the resin.

composite; montmorillonite; absorbent resin

陳煜太(1995—)，男，碩士研究生，主要從事微量物證分析方面的研究工作。

TQ 324.8

A

1009-5993(2017)02-0042-08

2017-04-10)