插层麦饭石复合高吸水树脂的合成及表征
2019-08-06余训民
胡 茜,余训民
武汉工程大学化学与环境工程学院,湖北 武汉 430205
高吸水树脂(superabsorbent resin,SAR)是一种具有三维网络结构的功能型高分子材料,已广泛应用于医疗卫生、农林园艺、土木建筑、石油化工、环境保护等各个领域[1-5]。近年来,多种单体被用于高吸水性材料的生产,大多数商业产品均以聚丙烯酸酯为基础[6],而该类树脂普遍存在凝胶强度低、耐盐性差、难降解和生产成本高等问题[7]。
为解决上述问题,将无机矿物引入到聚合物基体中来改善SAR的综合性能及降低生产成本[8-9]。目前常见的用于制备SAR 的无机矿物包括海高岭土[10]、海泡石[11]、蒙脱土[12]和凹凸棒[13]等。除了以上提到的黏土矿物以外,孙宾宾等[14]提出了用麦饭石(medicinal stone,MDS)复合合成SAR。MDS在我国资源丰富,是一种含硅氧链的镁铝硅酸盐黏土矿物,内部结构具有独特的蜂窝状孔洞结构,内单位表面积非常大,表现出良好的溶出性、矿化性、生物活性和吸附性等[15-17]。MDS 在医疗、食品、环境和农林业等领域应用广泛,而在制备复合材料方面的研究鲜有报道。羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)可作为制备环保吸水材料的基质,具有可溶性、无毒、环境友好、可生物降解、抗盐性强、易得等优点[18],近年来也成为SAR的研究热点。
本研究采用微波辐射法,利用MDS 独特的结构,在MDS 晶层中插入丙烯酸(acroleic acid,AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(2-acrylamido-2-methylpropanesulfo-nic acid,AMPS)和 CMC 制 备 出(AA-AMPS-CMC)/MDS 插层型复合SAR。探讨了适宜的合成条件,以及在较高温度下树脂的保水性能,并用X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrum,FT-IR)仪和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对树脂的结构进行了表征。……
