甘蔗渣/膨润土基复合高吸水性树脂性能及应用研究

采用微波法,以蔗渣和膨润土为基质,与丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)共聚合成甘蔗渣/膨润土复合高吸水性树脂(B/BCSAR)。选取辐射时间、膨润土用量、AM/AA(质量比)及中和度四个因素,利用正交试验得到树脂的最佳制备条件,即AM/AA=0.5,中和度为60%,膨润土用量为6%,辐射时间为3min时,产品的吸水倍数和吸盐水倍数最大,分别为402.65g/g和86.14g/g。通过对B/BCSAR性能研究,结果表明,B/BCSAR吸附速率先快后慢,8h时吸水倍数最大,达到吸附平衡,且保水能力良好,有一定的机械强度,耐热耐寒及耐光照性能良好。B/BCSAR应用实验结果表明,作为土壤掺杂剂,当B/BCSAR的掺杂量为4g时,应用效果最好,发芽率达到80%,平均茎长为6.13cm;作为种子包衣剂,当包衣比为1∶30时,应用效果最好,发芽率为100%,平均茎长为7.58cm。二者相比,后者对植物发芽及前期生长更有利。

双孢菇菇柄高吸水性树脂的制备及其表征

以双孢菇柄多糖、丙烯酸和丙烯酰胺为反应单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法制备一种新型双孢菇高吸水性树脂。结果表明,双孢菇高吸水性树脂最佳合成工艺为:5 g膨化预处理的菇柄粉加入0.1 g过硫酸钾和20 mL去离子水,丙烯酸添加量6 g,使用前70%中和,丙烯酰胺添加量1.0 g,N,N-亚甲基双丙烯酰胺添加量0.01g,反应温度70℃。20℃条件下,产物双孢菇高吸水性树脂的溶胀率高达474.9 g/g,12小时保水率仍高达78.4%。FT-IR分析结果表明,所有反应物均参与了接枝聚合反应,扫描电镜图像表明膨化双孢菇粉作为反应单体,使得双孢菇高吸水性树脂获得更加疏松多孔的结构。将制备的双孢菇高吸水性树脂作为核心材料,利用其高吸水性,应用于宠物垫料、土壤保水剂和混凝土自养护等领域,实现生物质废弃物的再利用。

高吸水性树脂对含再生骨料的水泥基材料自收缩性能影响及收缩预测研究

为研究含再生骨料水泥基材料的收缩性能并减小收缩率,利用非接触式自收缩仪探究了高吸水性树脂SAP掺量(0.1%~0.3%)、SAP粒径(30目、60目)对超早龄期、早龄期和长龄期下含再生骨料掺量(0%、50%、100%)水泥基材料自收缩性能影响。结果表明:1)再生水泥基材料的超早期(3 d内)自收缩率可达总收缩率的53.1%~91.6%,且自收缩率的控制效果与再生骨料掺量、SAP掺量、SAP粒径密切相关;2)100%再生骨料可将超早龄期(3 d)和长期(90 d)自收缩率分别提高53%~118%、36.2%~78.5%;3)50%再生骨料掺量下,0.1%~0.3%的SAP掺量范围内可将90 d自收缩率降低32.6%~53.9%,而100%再生骨料掺量下,仅0.3%的SAP才能起到减缩效果;4)SAP目数对自收缩率的削减效果受再生骨料掺量的敏感性高;5)BP神经网络能准确预测不同龄期自收缩率与再生骨料掺量、SAP掺量、SAP粒径的关系,基于此提出了低收缩再生水泥基材料的优化设计策略。

高吸水性树脂对混凝土收缩开裂的改善效果试验研究

为了降低收缩率,抑制混凝土发生开裂的概率,通过试验研究高吸水性树脂对混凝土收缩开裂的改善效果。选择单掺丙烯酰胺和丙烯酰胺+丙烯酸复掺两种树脂,分别用树脂种类与用量,验证混凝土抗压强度与内部湿度的影响。通过试验确定树脂用量对于混凝土收缩量影响,以及不同温度处理后,树脂对混凝土开裂情况抑制效果。试验结果显示:丙烯酰胺+丙烯酸复掺的高吸水性树脂吸水率更高,能够显著提升混凝土的抗压强度。单掺丙烯酰胺的树脂制备的混凝土湿度会随养护时长增加而显著上升,但是复掺丙烯酰胺+丙烯酸树脂的混凝土湿度会保持稳定状态。丙烯酰胺+丙烯酸复掺高吸水性树脂用量为0.4%时的混凝土收缩量最小,且该用量下树脂在高温环境下也能一定程度抑制混凝土开裂。

膨胀剂和高吸水性树脂对钢壳沉管自密实混凝土体积变形性能的影响

通过对深中通道钢壳沉管自密实混凝土配合比进行优化设计,探讨了膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土工作性能和抗压强度的影响,并重点研究膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土的早期收缩和长期收缩变形的影响。研究结果表明:掺加适量的膨胀剂、高吸水性树脂均可提升自密实混凝土的工作性能,掺量过大时对混凝土工作性能不利,且抗压强度也随之降低;与掺加膨胀剂相比,掺加高吸水性树脂可更有效改善自密实混凝土的体积稳定性。

高岭土改性聚丙烯酸钠型高吸水性树脂对砂浆性能的影响

通过反向悬浮聚合法将无机组分高岭土与有机组分聚丙烯酸钠型高吸水性树脂接枝聚合,分析其粒径分布和吸水倍率,确定较为合适的高岭土添加量。试验探究了不同高岭土含量的改性高吸水性树脂以及不同掺量的高岭土改性高吸水性树脂,对砂浆收缩及抗折强度、抗压强度的影响。结果表明,添加含有高岭土的高吸水性树脂有效降低砂浆的干燥收缩,但是高吸水性树脂的添加普遍降低砂浆的抗折、抗压强度,高岭土改性高吸水性树脂在砂浆中的合适掺量为0.2%。

高吸水性树脂快速改善废弃泥浆流动性试验

高含水率、高流动性且低强度的工程废弃泥浆的有效利用是亟待解决的工程实际问题。利用高吸水性树脂材料对废弃泥浆进行处理,进行了废弃泥浆流动性试验,探究不同初始含水率、不同质量浓度吸水树脂下废弃泥浆流动性变化规律。结果表明:泥浆流动性随着泥浆初始含水率的增加而增加,试验范围内的泥浆初始含水率与流动值拟合曲线呈二次函数关系;在吸水树脂质量浓度为0~10 g/L范围内,泥浆流动性随着吸水树脂的质量浓度增加而降低,而在10 g/L后泥浆呈塑性固化状态;在10 min搅拌时间后,泥浆流动值变化处于较为稳定状态(流动值小于15 cm),具备可塑性,使得泥浆转运或再利用过程快速便捷。影响泥浆流动性的关键因素是泥浆初始含水率和吸水树脂的质量浓度,搅拌时间也存在一定影响。

高吸水性树脂的分类、合成及其近年来在不同领域的研究进展

高吸水性树脂(SAR)具有独特的三维交联内部网状结构,既能吸水又能保水。近年来,研究人员对合成原料中的天然生物材料替代传统石化基材料进行了大量研究,以响应国家双碳战略和新质生产力发展的号召。并且,随着人们对高吸水性树脂制备广泛深入的研究,其合成机制和合成方法也不断更新。此外,在高吸水性树脂的内部结构和性质功能方面也取得了重大研究进展,从而丰富了在反应原料中引入特征官能团的方法,形成了匹配特定领域应用需求的新型复合SAR。基于其特有的理化性质,将其作为一种载体与各种材料结合,从而赋予新型复合材料更良好的性能。本文综述了高吸水性树脂的分类、合成方法以及近年来的应用进展。最后,在对SARs的合成和应用进行综述和分析的基础上,对天然基高吸水性聚合物和复合基高吸水性聚合物的研究进行了肯定和展望。强调在资源利用和生态可持续性原则的指导下,SAR合成的研究和工艺改进的必要性。

淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂的制备及重金属离子吸附研究

以水解淀粉为骨架,丙烯酸(AA)、过硫酸铵(APS)、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料,通过接枝聚合法合成淀粉基丙烯酸系高吸水性树脂(SAP),并对其结构进行表征与分析,研究该树脂在不同吸附条件下对重金属离子Ni^(2+)、Co^(2+)和Cr^(6+)的吸附性能。结果表明:所制备的高吸水性树脂是一种多孔网络结构的高分子聚合材料,它对金属离子的吸附属于离子交换机制;SAP对Ni^(2+)、Co^(2+)和Cr^(6+)的吸附量随溶液pH、吸附时间、初始质量浓度增大而提高;对Ni^(2+)、Co^(2+)和Cr^(6+)的吸附行为符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;SAP循环再生4次后仍具备显著的吸附效果。

具有高通液性能高吸水性树脂的制备及性能研究

以丙烯酸、功能单体为聚合单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用水溶液聚合法合成了一种具有优异通液性能和吸液性能的高吸水性树脂,研究了自制功能单体用量、交联剂用量、引发剂用量、中和度、引发温度对高吸水性树脂吸液能力和通液能力的影响,并使用扫描电镜对高吸水性树脂的颗粒形态进行表征。结果表明,合成最佳条件为:丙烯酸用量为250 g,功能单体用量为25 g,交联剂用量为1.5 g,引发剂用量为0.375 g,氢氧化钠用量为97.2 g,引发温度为55℃。此条件下制备得到的高吸水性树脂具有良好的吸液性能和通液性能,吸盐水倍率为103.25 g/g,通液速度为201.55 mL/min。扫描电镜结果表明高吸水性树脂由于分子链的刚性变强,颗粒表面形状更规则。

一种高吸水性树脂的制备及性能研究

为了提升高吸水性树脂的吸收速度和加压吸收倍率,以丙烯酸为聚合单体,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为交联剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂,十二烷基硫酸钠为添加剂,丁二醇二缩水甘油醚为表面处理液,采用水溶液聚合法合成了高吸水性树脂。通过电镜对高吸水性树脂的颗粒形态进行了表征,研究了聚合单体用量,交联剂用量,引发剂用量,添加剂用量,表面处理液用量等对高吸水性树脂吸收速度和加压吸收倍率的影响。结果表明,合成最佳条件为丙烯酸用量为300 g,交联剂用量为3.6 g,引发剂用量为0.9 g,添加剂用量为0.2 g,表面处理液用量为1.5 g,此条件下制备的高吸水性树脂具有快的吸收速度和高的加压吸收倍率,吸收速度为8 s,加压吸收倍率为32 g·g^(-1)。

高吸水性树脂的合成与应用探讨

美国和日本于七十年代中期最早开发出高吸水性树脂,高吸水性树脂(SAP)的特殊结构,赋予了其较强的保水能力和吸水能力,高吸水性树脂除了应用于农林、园艺方面,还在建筑和生理卫生用品等方面有诸多用途。本文主要介绍了高吸水性树脂的种类、合成方法以及应用领域,并对高吸水性树脂的发展方向进行了展望。

高吸水性树脂对活性粉末混凝土性能的影响

活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)中引入高吸水性树脂(super absorbent polymer, SAP)可减少混凝土收缩。为研究高吸水性树脂对活性粉末混凝土性能的影响,开展混凝土性能的室内试验,比较分析了SAP的掺量、掺加方式、额外引水量对RPC流动性、强度、收缩以及抗氯离子渗透性的影响。结果表明:干燥的SAP会大幅度降低RPC的流动度,适当的额外引水量能够维持良好的流动性;SAP会降低RPC的强度、收缩,并且程度随着掺量和额外引水量的增加而提升,但氯离子扩散系数呈现先降低后增大的趋势;使用预吸水SAP能够使RPC实现更好的综合性能,0.4%的SAP与0.46总水胶比能够实现最小化强度损失与最优化的减缩抗渗性能,使收缩降低了29%,并且使氯离子渗透系数提升19.62%。

糠醛渣分级转化制备分散剂和吸水性树脂

采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105%。以分离得到的纤维素残渣制备吸水性树脂,探究了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)用量、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、复合单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)总用量对吸水性树脂吸水倍率的影响。在丙烯酸中和度为60%,引发时间0.5 h,复合单体用量9 g,引发剂用量1.3 g,交联剂用量0.05 g,反应温度52℃,接枝共聚反应时间3 h的优化条件下,吸水性树脂的吸水倍率达到64.6 g/g。FT-IR分析表明AM、AA和纤维素残渣发生了接枝反应;SEM表明反应生成了交联网状结构的产物;热重分析说明AA和AM的引入提高了吸水性树脂的热稳定性;XRD表明AA、AM的接枝反应发生在纤维素残渣的骨架上。

高吸水性树脂多孔混凝土静态力学特性与损伤本构模型

利用大小可控的球形高吸水性树脂(SAP)与水泥基制成SAP多孔混凝土,对其进行一维应变加载,探究了孔隙率为38%、48%、53%的SAP多孔混凝土静态力学性能及耗能特性。结果表明:SAP多孔混凝土应力-应变曲线具有多孔材料典型的三阶段特征;且孔隙率、平台应力、压实应变对材料能量吸收有显著影响;在密度为997~1321 kg/m^(3)内,SAP多孔混凝土的吸能能力会随孔隙率减小而增加。根据实验结果结合损伤因子和Weibull分布理论,建立了基于SAP多孔混凝土密度的损伤本构模型,得到预测不同密度的SAP多孔混凝土损伤演化行为的本构模型,且模型预测结果与试验结果吻合较好。

高吸水性树脂对高延性水泥基材料性能的影响

分别采用干拌与预吸水拌合两种方式将高吸水性树脂(SAP)加入高延性水泥基材料(ECC)浆体,分析不同掺量及拌合方式下SAP对ECC的极限拉伸应变、抗拉强度、约束收缩和韧性等性能的影响。结果表明:以干拌方式加入SAP可以显著提升ECC浆体的塑性黏度,降低浆体流动性,以预吸水拌合方式加入SAP会降低ECC浆体的塑性黏度,增加浆体流动性,更易于成型;以干拌方式加入SAP的ECC试件初裂强度和抗拉强度更高,韧性更优异,以预吸水拌合方式加入SAP的ECC试件极限拉伸应变更高,对约束收缩性能的改善效果更好;加入SAP可以明显提高ECC试件的拉伸应变能力和韧性,所有掺入SAP的ECC试件均具有良好的延性,极限拉伸应变均在3%以上,加入SAP的ECC试件极限拉伸应变相比对照组提高了62.0%~99.0%。

高吸水性树脂技术现状及市场政策概况

高吸水性树脂因其吸水量大,吸附速率快,保水性能好,在酸碱、强光、高温等环境稳定性好的特点,在农林、园艺、工业材料特别是医疗卫生领域得到了广泛应用。本文先对高吸水性树脂吸水机理、应用场景及其市场概况进行了阐述,然后结合高吸水性树脂生产企业的工艺路线,对溶液聚合法、反相悬浮聚合法、反相乳液聚合法、辐射聚合法等高吸水性树脂主要制备工艺进行了简要分析,发现国内企业在产品品质、生产工艺等方面与国际巨头仍存在着差距,最后梳理了我国高吸水性树脂相关政策,并探讨了高吸水性树脂技术的发展趋势,以期对高吸水性树脂相关从业者有所指导。

聚丙烯酰胺凹凸棒土(Attapulgite)纳米复合高吸水性树脂的制备与性能

Organo-attapulgite was obtained by modifying attapulgite with hexadecyltrimethyl ammonium bromide.A new organo-attapulgite based superabsorbent composite was prepared by polymerization of organo-attapulgite dispersed acrylamide,using N,N′-methylenebisacrylamide as a crosslinker and ammonium persulfate as an initiator.The structure,morphology,thermal stability of organo-attapulgite and the composite were characterized by FTIR,XRD,SEM,TEM and TGA,respectively.The results indicated that a nanocomposite was successfully obtained after incorporating organo-attapulgite into the polyacrylamide network.The thermal stability and water absorbency of the nanocomposite were improved greatly after the organification of attapulgite.Water absorbencies for the nanocomposite incorporated with 10 wt% HDTMA-APT in distilled water and in a 0.9 wt% NaCl solution were 2803 g g -1 and 121 g g -1,respectively.

辐射接枝制备高吸水性树脂研究

本文研究了淀粉和丙烯酸辐射接枝共聚反应．考察了辐射剂量率、单体浓度、单体配比、单体中和度和淀粉种类对树脂吸水率的影响．结果表明：随着辐射剂量率的上升，树脂吸水率增大；单体浓度增加，吸水率下降；单体配比增加，吸水率先增大，而后下降；中和度增加，吸水率增大；淀粉种类不同，吸水率有所不同．

高吸水性树脂研究进展

介绍了高吸水性树脂的结构、性能及其表征，结合经典理论与最新研究从热力学和动力学角度阐述其吸水机理，着重分析合成条件，组份和方法对高吸水性树脂性能的影响机制，简略地介绍了高吸水性树脂三十年来的发展及广阔的应用领域。