复合高吸水树脂制备及抑制煤自燃应用研究

针对现有防治煤自燃材料流动性差、降温效果差、不环保等问题,制备了复合高吸水树脂(SAR)并应用于抑制煤自燃中。测定并表征其吸水性、保水性、官能团与微观形貌,采用煤自燃程序升温装置分析其阻化性能,并进行现场试验。该复合高吸水树脂具有良好的吸水性和保水性,SAR在超纯水中吸水完全溶胀后吸水倍率可达762.6 g/g,保水性最低可达74%。红外光谱与扫描电镜表明复合SAR接枝成功且具有稳定三维结构。程序升温结果表明,相比原煤样0.4wt%的复合高吸水树脂处理煤样阻化效果较好,180℃时耗氧速率、CO与CO_(2)产生率较原煤分别降低了75.7%、72.5%和79.3%。在鲍店煤矿7302综放面隅角隔离墙后应用填充,发现该材料可有效降低CO体积分数,并保持在38×10^(-6)以下。

高岭土/木质素磺酸钠-g-AA-AM复合高吸水树脂的制备

以木质素磺酸钠(LS-Na)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,高岭土(Kaolin)为无机添加剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,通过溶液聚合制备高岭土/木质素磺酸钠-g-AA-AM复合高吸水树脂(LPAAM)。选用正交试验设计方法,以蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的平衡吸液倍率为评价参数得到了较优配方:m(AM):m(AA)=1:1,m(KPS)=1.0%,m(NMBA)=0.1%,pH=3。将上述配方制备的LPAAM以不同浓度NaOH于90℃皂化2h,得到皂化后的LPAAM,该树脂在蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的平衡吸液倍率分别为1003及89g·g-1。

KLPAAM复合高吸水树脂吸附

采用自制高岭土/木质素磺酸钠接枝丙烯酸-丙烯酰胺复合高吸水树脂(KLPAAM),测定了其在CuCl2、ZnCl2溶液中的吸附性能;通过FTIR、TG、SEM及吸附动力学方程模拟,对其吸附机理进行了探讨。KLPAAM对Cu2+的吸附量随Cu2+初始浓度的增加先增大后减小,而对Zn2+的吸附量随Zn2+初始浓度增加而增加,最后达到平衡,与Zn2+初始浓度的关系符合Langmuir方程;对Cu2+和Zn2+的最大吸附量分别为180 mg.g-1和169 mg.g-1。KLPAAM对金属离子的吸附与溶液pH值密切相关:当pH>2.5后,吸附量随溶液pH值的增大而增大;pH>5.5以后吸附量随溶液pH值的增大而减小。KLPAAM对Cu2+、Zn2+的吸附量与吸附时间的关系可用拟二级吸附速率方程描述。

机械活化淀粉基膨润土复合高吸水树脂性能的研究

为了提高淀粉基高吸水树脂的吸水率和保水性能,以机械活化60 min的木薯淀粉、丙烯酸和膨润土为原料,合成可降解复合高吸水树脂(CSA),研究膨润土(BT)的用量对CSA吸水率(Aeq)的影响以及CSA的溶胀性能。采用SEM、TGA和FTIR对样品的形貌、热稳定性和结构进行表征。结果表明,CSA呈多孔层状结构。适量的引入BT(其用量为淀粉质量的30%)可使CSA的吸水率从1 604 g/g提高到1 807 g/g,并能提高CSA的热稳定性和保水能力。在700℃下,CSA的失重率为79.3%,低于未添加BT树脂的失重率(83.4%);CSA在1 912Pa的承压下保水率为48.3%,高于未添加BT树脂的保水率(45.5%)。另外,CSA吸水过程符合一级动力学过程,吸水率受溶液的pH、盐溶液的浓度和种类的影响。

淀粉复合高吸水树脂微波快速合成及溶胀性能

采用木薯淀粉、部分中和的丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,微波快速合成淀粉基离子型/非离子型复合高吸水树脂(SAP)。以吸水率为指标,考察主要合成工艺和溶胀条件对SAP溶胀性能的影响,并采用FTIR、SEM对样品的官能团和形貌进行表征。结果表明,SAP呈多孔结构。在微波功率为400 W,反应时间为2min的条件下制得纯水平衡吸水率为445.2 g/g的SAP。另外,在不同温度下,SAP在纯水中的溶胀符合一级动力学过程,温度越高,溶胀速率越快;其溶胀受溶液的pH、盐溶液的种类和浓度的影响;SAP在有机溶液中的溶胀受溶液溶解度参数的影响,有机溶液与水的溶解度参数相差越大,溶胀损失越大。

γ-聚谷氨酸/凹凸棒石复合高吸水树脂的制备及性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和凹凸棒石(ATP)为原料,以聚乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,制备了γ-聚谷氨酸/凹凸棒石复合高吸水树脂,采用FTIR和SEM对其形貌和结构进行了表征。考察了γ-聚谷氨酸质量分数和凹凸棒石用量对复合高吸水树脂溶胀度的影响,发现当γ-PGA的质量分数为14%,ATP用量为6%(以γ-PGA的质量计,下同)时,样品在蒸馏水中的溶胀度较高,为820 g/g。同时,考察了溶液pH、NaCl质量分数、ZnCl_2质量分数和Na_2SO_3质量分数对复合树脂溶胀行为的影响,结果表明,适宜的pH为5～9;溶液中离子的质量分数越低,复合高吸水树脂的溶胀度越大;ZnCl_2溶液对树脂溶胀行为影响较大。此外,复合高吸水树脂具有较好的保水性能。

蔗渣/羟丙基淀粉/丙烯酸复合高吸水树脂降解性能分析

【目的】考察蔗渣/羟丙基淀粉/丙烯酸复合高吸水树脂的降解性能,为复合高吸水树脂的开发与应用提供参考依据。【方法】以蔗渣和羟丙基淀粉为原料制备复合高吸水树脂,分别将其掩埋于土壤中、放置于土壤表面、浸渍于1 mol/L HCl、0.9%Na Cl和1 mol/L Na OH溶液中,采用失重法研究该复合高吸水树脂的降解率与处理时间的变化关系,并进行SEM检测。【结果】蔗渣/羟丙基淀粉/丙烯酸复合高吸水树脂在化学溶液中的降解率大于土壤掩埋法和土壤表面放置法初期的降解率。溶液浸渍法中,复合高吸水树脂在1 mol/L Na OH溶液中的降解率最大,降解7 d后,树脂外表层破碎;其次是0.9%Na Cl溶液,降解率最低为1 mol/L HCl溶液。复合高吸水树脂在土壤中和土壤表面的降解过程均呈先缓后快的变化趋势,降解至63 d,经土壤掩埋的树脂表面破碎、凹凸不平、有颗粒,且降解率(47.52%)明显大于在土壤表面的降解率(13.16%)。【结论】复合高吸水树脂经不同方法处理的降解程度不同,综合考虑降解速率、处理成本和环保等因素,以土壤掩埋法较适用。

混合盐溶液中KLPAAM复合高吸水树脂吸液性能的研究

采用自制高岭土/木质素磺酸盐接枝丙烯酰-丙烯酸复合高吸水树脂(KLPAAM),室温下测定了一元、二元及多元混合盐溶液中的吸液性能,蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的平衡吸液倍率分别为1 003 g/g及89 g/g;pH约为6.5时在溶液离子强度为0.1的多元混合盐溶液中的吸液倍率在前30 min随吸液时间增大迅速增加,50min左右时达到最大,然后缓慢下降,最后趋近稳定。同时,KLPAAM复合高吸水树脂在多元混合盐溶液中的平衡吸液倍率顺序为:1#>2#>4#>3#>5#>7#>6#>8#,且1#、2#、3#、4#溶液中平衡吸液倍率基本相同。吸液初期(t<60 min)各盐溶液中吸液倍率与时间的关系不符合二级动力学方程:dQ/dt=kQ(Qeq-Q)2。

丙烯酸/淀粉/高岭土复合高吸水树脂的制备及性能研究

以过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,淀粉、丙烯酸、粘土(高岭土、硅藻土、活性白土)等为原料,采用溶液聚合法制备粘土复合淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂。探讨了粘土种类、高岭土添加量等因素对产品性能的影响,研究了产品的保水能力,并对原料、产品的结构、形貌进行了分析和表征。

膨润土-淀粉-丙烯酸复合高吸水树脂的制备

以钙基膨润土、淀粉、丙烯酸为原料,采用水溶液聚合法制备耐盐性复合高吸水性树脂,考察了单体配比、膨润土用量、中和度、交联剂用量、引发剂用量、反应温度对产品性能的影响;得到了最佳聚合反应条件:淀粉在85℃下糊化0.5h,淀粉与丙烯酸的比例为0.2,交联剂的用量为0.015%,引发剂用量为0.2%,膨润土用量为3.0%,中和度为75%,反应温度为40℃;在此条件下制备的高吸水性树脂的纯水吸收倍率为406.66g/g树脂,盐水吸收倍率为56.01g/g。主要实验因素对产品性能影响大小的排序为:中和度>淀粉与丙烯酸配比>膨润土用量>交联剂用量。

杭锦土/P(AA-AM)复合高吸水树脂合成实验研究

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾/亚硫酸钠为引发剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,采用微波法合成杭锦土聚合丙烯酸钠-丙烯酰胺复合高吸水树脂。研究结果表明,当杭锦土添加量为50%,AM∶AA比例为25%,交联剂用量为0.05%,引发剂用量为8%,NaOH中和度为85%时,该复合材料具有最大吸水倍率,其吸蒸馏水和自来水倍率分别为628.88g/g和121.92g/g。

KLPAAM复合高吸水树脂保水性能研究

采用自制高岭土/木质素磺酸钠接枝丙烯酸-丙烯酰胺复合高吸水树脂(KLPAAM),研究了不同KLPAAM树脂用量、不同肥料溶液(单一与混合溶液)对不同土壤质地保水率、含水率的影响.自然蒸发条件下,KLPAAM复合高吸水树脂施用量为0.5%时,各种肥料溶液中泥土、泥土/河砂=1/1和河砂三种质地土壤保水率下降明显减慢,土壤保水性能提高,10%尿素、10%尿素/0.1%磷酸二氢钠混合溶液下降最慢,即保水效果最好,而0.5%氯化钾、0.1%磷酸二氢钠/0.5%氯化钾混合溶液下降最快,即保水效果最差.KLPAAM复合高吸水树脂更适合于含非电解质肥料溶液的砂质土壤中施用.

农用复合高吸水树脂制备的研究

[目的]制备一种农用复合高吸水树脂。[方法]以黄原胶(XG)、乙烯基磺酸钠(SVS)、丙烯酰胺(AM)为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液聚合法制备XG/SVS-AM复合高吸水树脂,分别研究MBAA用量、APS用量、反应温度、AM和SVS用量对产物吸水性能的影响。[结果]所得复合高吸水树脂对生理盐水有良好的耐受性。当M(MBAA)∶M(XG)=0.025∶1.000,M(APS)∶M(XG)=0.035∶1.000,M(SVS)∶M(XG)=0.450∶1.000,M(AM)∶M(XG)=0.600∶1.000,反应温度为60℃时,所制备的树脂对去离子水和生理盐水的吸收率最高,分别达到1 267 g/g和206 g/g。[结论]该吸水树脂将在农业、园艺等领域有较高的应用价值。

微波辐射制备有机-无机复合高吸水树脂研究进展

综述了微波辐射条件下膨润土型、蒙脱土型、凹凸棒土型、海泡石型、沸石型、杭锦土型等复合型高吸水树脂制备的研究进展,关注了乙烯基单体聚合过程对矿物黏土结构造成的影响。分析了微波辐射条件下制备有机-无机复合高吸水树脂研究的发展趋势,即微波来源正规化,矿物类型多样化,通过多元复合来提高吸水树脂的综合性能等。

葡萄糖/膨润土复合高吸水树脂的制备及性能

复合高吸水树脂是一种带有亲水基团的高分子聚合物,是近年来广泛研究的新型功能材料。为提高树脂的吸水倍率、吸水后的凝胶强度以及降低生产成本,采用水溶液聚合法,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,在丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体共聚交联反应的基础上,添加一定比例的葡萄糖和膨润土,制备葡萄糖/膨润土复合高吸水树脂,考察葡萄糖和膨润土的质量比、单体丙烯酸和丙烯酰胺的质量比、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量、引发剂过硫酸钾的用量、聚合反应温度及丙烯酸的中和度对复合树脂吸水率的影响。结果表明:当m(葡萄糖):m(膨润土)=1:3、m(AA):m(AM)=3:1、w(引发剂)=0.4%、w(交联剂)=0.08%、AA中和度为65%、反应温度T=75℃时,复合高吸水树脂最大吸水率为985 g/g,最大吸盐水率为114 g/g。

马铃薯淀粉接枝丙烯酸/腐植酸钠复合高吸水树脂的表征及性能研究

该文以马铃薯淀粉、丙烯酸、腐植酸钠为主要原料合成了马铃薯淀粉接枝丙烯酸/腐植酸钠复合高吸水树脂,对制得的高吸水树脂利用红外光谱进行了表征,并对其性能进行了研究。

高岭土/柠檬酸复合高吸水树脂的制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸钾(KPS)为引发剂、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,添加一定比例的高岭土和柠檬酸,通过发生共聚交联反应制备高岭土/柠檬酸复合高吸水树脂。试验探讨了高岭土和柠檬酸的质量比、单体质量比、交联剂用量、引发剂用量、反应温度和丙烯酸中和度对复合树脂吸水率的影响。结果表明,当m(高岭土)∶m(柠檬酸)=1∶2、m(AA)∶m(AM)=4∶1、交联剂用量为0.06%、引发剂用量为0.2%、反应温度为70℃、AA中和度为65%时,复合高吸水树脂的最大吸水率为965 g·g-1,最大吸盐水率为105 g·g-1。

硅藻土/β-环糊精复合高吸水树脂的研究

采用水溶液聚合法,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,在丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)共聚交联反应的基础上添加一定比例的硅藻土和β-环糊精(β-CD),制备硅藻土/β-环糊精复合高吸水树脂。考察了硅藻土与β-环糊精的质量比、单体质量比、交联剂的用量、引发剂用量、反应温度和丙烯酸中和度对复合树脂吸水率的影响。实验结果表明,当m(硅藻土)∶m(β-环糊精)=1∶3,m(AA):m(AM)=5∶1,w(交联剂)=0.04%,w(引发剂)=0.3%,反应温度T=75℃,AA中和度为70%时,复合高吸水树脂最大吸水率为783 g·g^(-1),最大吸盐水率为85 g·g^(-1)。

P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的制备及结构性能研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和高岭土(Kaolin)为原料,采用溶液聚合法分别制备出聚丙烯酸(PAA)高吸水树脂、聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)(P(AA-co-AMPS))高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射等测试方法对其结构与性能进行表征。结果表明:Kaolin与P(AA-co-AMPS)高吸水树脂之间为物理共混;PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂和P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的吸水倍率分别为231,323,357 g/g,吸盐水倍率分别为35.6,64.1,66.4 g/g,保水率分别为51.3%,55.6%,57.9%,凝胶形变量分别为3.75,4.10,2.23 mm;树脂的吸水速率由小到大依次为PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂。

蔗渣纤维/丙烯酸/高岭土复合高吸水树脂保水性能的研究

以蔗渣、高岭土和丙烯酸为主要原料,采用溶液接枝聚合的方法合成复合高吸水树脂,考察复合高吸水树脂的保水性能。结果表明:复合树脂在自然条件下和在恒温箱内不同温度下(湿度为17%,温度分别为25℃、45℃和65℃)均具有良好的保水性。同时,复合高吸水树脂在2000 r.min-1离心30 min仍具有高达96.1%的保水率,具有优良的离心保水性。