改性聚天冬氨酸-聚丙烯酸-凹凸棒土復合吸水性樹脂的制備及性能研究.pdf

1、聚天冬氨酸（Polyaspartic acid，PAsp）吸水性樹脂是一種分子鏈上含有—COO—、—NH2等強親水性官能團，在水中溶脹但不溶解，且具有三維網(wǎng)絡結構的新型可降解高分子材料。但由于其結構單一、耐鹽性差、生產(chǎn)成本較高等缺點，極大地限制了在多種領域的應用。因此，本文將 L-天冬氨酸（L-Asp）單體通過熱縮聚法制備了聚琥珀酰亞胺（polysuccinimide，PSI），并以接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）的聚琥珀酰亞胺

2、（KPSI）、丙烯酸（AAc）、丙烯酰胺（AM）和改性凹凸棒土（MATP）為原料，過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）為交聯(lián)劑，在水溶液中通過一步法分別制得改性聚天冬氨酸/聚（丙烯酸-丙烯酰胺）互穿網(wǎng)絡吸水性樹脂（KPAsp/P(AAc-AM)IPNAP）和改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/凹凸棒土復合吸水性樹脂（KPAsp/PAAc/MATP Composite Absorbent Resin）。探討了多種合成因素

3、對樹脂吸液性能的影響，優(yōu)化了合成條件，并對樹脂的組成、形態(tài)結構、吸液性能、敏感性進行了研究。
　　首先制備了改性聚天冬氨酸/聚（丙烯酸-丙烯酰胺）互穿網(wǎng)絡吸水性樹脂（KPAsp/P(AAc-AM)IPNAP），探討了合成參數(shù)對互穿網(wǎng)絡吸水性樹脂吸液倍率的影響。研究結果表明，當 KPSI與 AAc-AM質量比為1：2、m(AM)/m(AAc-AM)=0.2、引發(fā)劑用量為0.9wt％、交聯(lián)劑用量0.1wt%、KH550用量為2mol%

4、（基于PSI）和丙烯酸中和度為75%時，互穿網(wǎng)絡吸水性樹脂在蒸餾水和0.9%NaCl溶液中的溶脹倍率達到了最大，分別為713.5 g/g和145.4 g/g，是聚天冬氨酸（KPAsp）的3.92和2.27倍，樹脂的耐鹽性能得到了明顯的提高。研究了吸水性樹脂在不同溶液介質中的吸液行為，結果表明IPNAP對pH、溫度、鹽都表現(xiàn)出顯著的敏感性。紅外光譜（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）、熱失重分析（TGA）結果表明制得的 IPNAP是由 KP

5、Asp和 P(AAc-AM)相互貫穿而成，第二網(wǎng)絡的引入明顯改善了樹脂的孔道結構，且IPNAP比KPAsp具有更好的熱穩(wěn)定性。
　　雖然可以通過形成二元、三元聚合物或互穿網(wǎng)絡的形式改善聚天冬氨酸吸水性樹脂的性能，但是生產(chǎn)成本依然較高。因此，通過將廉價的無機物尤其是粘土添加到體系中，合成有機-無機復合吸水性樹脂是一種降低生產(chǎn)成本的有效方法，同時可以制得具有良好吸液性能和耐鹽性能的聚合物。
　　為此，本文先用濃鹽酸對凹凸棒土進行

6、酸改性，以接枝KH550的聚琥珀酰亞胺（KPSI）、丙烯酸（AAc）和改性凹凸棒土（MATP）為原料，在水體系中一步合成了改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸/凹凸棒土復合吸水性樹脂（KPAsp/PAAc/MATP Composite Absorbent Resin）。利用FT-IR、SEM、X射線衍射（XRD）和TGA進行表征，探討了各種因素對復合吸水性樹脂的吸液性能的影響和對介質環(huán)境的敏感性，并對樹脂的吸液動力學進行了分析。結果表明：聚丙烯酸（