交联剂种类及用量对淀粉类吸水树脂吸水性能的影响

以玉米淀粉、丙烯酸、膨润土为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备超强吸水树脂,并对产物进行性能测试。在得到最佳反应条件的基础上,考察了不同交联剂对此类超强吸水树脂性能、结构的影响,并优选较适合淀粉类超强吸水树脂的交联剂。以AlCl3为交联剂,且AlCl3用量为0.015%时,所得超强吸水树脂的吸去离子水量达到最高,为433.96 g/g,AlCl3用量为0.01%时,吸0.9%的NaCl溶液量达到最高,为73.76 g/g。

高吸水树脂在农业上的应用研究——1.NPK肥料对高吸水树脂吸水率的影响及其吸附

NPK肥料对高吸水树脂吸水率具有很强烈的影响。硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸钾、铵磷钾肥使高吸水树脂吸水率为0的浓度分别为9.8％、9.6％、9.1％、0.9％、14.7％、4.5％、14.4％、4.7％。尿素即使在饱和浓度下,高吸水树脂仍保持在65％以上的吸水率。1克高吸水树脂在标准吸水范围内(1:1000)对上述肥料的最大吸附量分别是1.14,1.21,0.49,1.15,0.35,108.61(g)。NPK肥料浓度与高吸水树脂吸水率、肥料吸附率存在显著相关关系。

瓦斯抽采钻孔封孔注浆过程中高吸水树脂吸水性能实验研究

为验证吸水树脂作为水泥注浆止浆塞的可能性及可靠性,对吸水树脂在不同浆液环境中的吸水性能进行实验。实验表明:吸水树脂在不同液体介质中的吸水倍率依次为:蒸馏水>自来水>生理盐水>普通水泥浆滤液>膨胀水泥浆滤液;在前5 min内生理盐水的吸水速率最快,吸水5 min后各种浆液均已达到其极限吸水倍率的50%以上;在前10 min内蒸馏水吸水速率最快,吸水10 min后,各种浆液均已达到其极限吸水倍率的80%以上;吸水树脂失水13 d后,自来水保水率为77%,水泥浆保水率为74%;水泥浆的水灰比越大,与吸水树脂接触的干水泥隔层形成速度越慢;干水泥隔层阻碍了水分向吸水树脂转移的速度,吸水树脂作为钻孔注浆的止浆塞会大幅降低与其接触的水泥抗压强度,且影响范围在100 mm左右。

地铁堵漏用吸水树脂复配研究

在调研地铁渗漏现状、治理方法及堵漏材料的基础上,开展了堵漏用吸水树脂复配实验研究,提出了一种基于吸水树脂的深、中、浅复合止水方法,为地铁堵漏提供了新思路。将吸水树脂与常用堵漏材料丙烯酸盐复配,测试凝胶时间、微观结构和干湿循环条件下的稳定性。结果表明:添加吸水树脂可以大幅缩短丙烯酸盐的凝胶时间,显著提高堵漏效果;吸收树脂的目数越大(即颗粒越小),凝胶时间越短,且吸水树脂颗粒能更好地被丙烯酸盐凝胶体包裹,复合凝胶材料无微细裂纹,进一步增强了阻水性能。同时,提出吸水树脂用于地铁堵漏的双通道灌浆泵施工工艺,一个通道以液体形式输送丙烯酸盐,另一个通道以压缩空气为介质输送吸水树脂,在双通道末端混合进入裂缝,以此将复配凝胶材料用于动水条件下深层裂缝的渗漏水治理。

聚丙烯酰胺树脂的反相悬浮聚合制备及吸水性能研究

以丙烯酰胺为单体、过硫酸铵为引发剂、单硬脂酸甘油酯为分散剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合法制备了聚丙烯酰胺吸水树脂。考察了分散剂、交联剂、引发剂、单体浓度、油水比、反应温度、反应时间等因素对吸水倍率和产率的影响。结果表明,单硬脂酸甘油酯用量为3%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.12%、过硫酸铵为0.5%、单体浓度为30%、油水比范围为4:1~6:1、反应温度在70~75℃、反应时间为4 h时,聚丙烯酰胺树脂的吸水倍率和产率较高。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了测试表征。

AM-AMPS共聚吸水树脂的制备与性能研究

用丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)两种单体采用溶液共聚方法,用过硫酸铵和亚硫酸氢钠作引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂,制备了AM-AMPS共聚物吸水树脂。考察了AM/AMPS比例、引发剂用量、交联剂、pH、反应温度、反应时间等工艺条件对吸水倍率的影响。结果表明,AM/AMPS质量比为1/2~1/1,引发剂用量为0.3%,交联剂为0.06%~0.1%,pH值为7,反应温度在35~40℃,反应时间在2~4h时,制备的树脂有良好的吸水性。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了测试表征。

改性方法对玉米秸秆纤维素-腐植酸基吸水树脂性能的影响

分别采用等离子体和紫外固化法对玉米秸秆纤维素-腐植酸基吸水树脂(CS-HA-PAA)进行改性,通过傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对改性吸水树脂的结构和形貌进行表征,考察了改性吸水树脂的耐盐性、耐酸碱性、保水性、反复吸液性等性能。结果表明:改性后CS-HA-PAA亲水基团增多,表面粗糙且产生孔洞结构,有利于提高吸水性能;采用最佳工艺条件制备的等离子体改性CS-HA-PAA和紫外固化改性CS-HA-PAA的吸水率分别可达1053.2g/g、869.44g/g,NaCl质量浓度为9g/L时最高吸盐水率分别为181.03g/g、151.49g/g,等离子体改性CS-HA-PAA的吸水、耐盐性能优于紫外固化法改性CS-HA-PAA。

原位聚合AMPS吸水树脂改性NHL对砂岩裂隙灌浆性能的影响

天然水硬性石灰(NHL)是在石质文物保护领域极具潜力的灌浆材料,但较低的强度和较高的脆性限制了其应用。采用一步法原位聚合制备了2−丙烯酰胺基−2−甲基丙磺酸(AMPS)吸水树脂,得到AMPS/NHL复合材料;通过XRD、FT-IR、SEM等手段对其进行了表征,通过等温量热仪监测AMPS吸水树脂改性前后NHL的水化放热情况;利用万能试验机测试了固化浆体的力学性能(抗压、抗弯以及黏接强度)。结果表明,AMPS在NHL浆体中产生的针网状结构能够在基体中起到穿针引线的作用,加强浆体内部联系,提高黏结效果,从而显著增强浆体的力学性能。3%的AMPS改性浆体在固化28 d后,抗压强度高达5.37 MPa,较改性前提高了60.7%,黏接和抗弯强度分别提高了12.8%和32.5%。

超吸水树脂对高性能水泥基复合材料收缩和水化的影响

本工作基于高原干燥环境下高性能混凝土收缩问题,研究了不同掺量的阴离子型聚丙烯酰胺超吸水树脂(SAP-YF)与商用聚丙烯酸型超吸水树脂(SAP-S)对水泥基材料在干燥环境下收缩性能的影响,结果表明,随着SAP掺量的增大,水泥基材料的自收缩与强度逐渐减小,干燥收缩则无明显变化;在考虑不影响强度及最大程度减缩的前提下,SAP-YF在水灰比为0.20条件下的最优掺量为0.20%,减缩率为28.21%;XRD与TG结果表明在养护至7 d时,掺有SAP的试件组的水化程度和固相组成含量的增幅相比于对照组有较为明显的改善。掺入SAP后,净浆试件基体内部的相对湿度能够维持在有利于胶凝材料水化的环境中,可持续7 d或更长时间,从而加速了胶凝材料的早期水化进程。基于XRD、TG试验与理论研究,建立了干燥环境下含SAP水泥基材料固相组成随养护时间的演变模型,这可为热力学模型计算及高原干燥环境下混凝土配合比设计提供数据支持。

低剂量吸水树脂稳定活性微滴水合储甲烷动力学

水合物的快速循环生成是水合物技术应用的关键。将十二烷基硫酸钠溶液与疏水性气相纳米二氧化硅和低剂量(质量分数0.1%~1.0%)吸水树脂置于搅拌器中快速搅拌,得到吸水树脂稳定的表面活性剂溶液微滴,其本质是由高分子聚合物改性的活性干溶液。在8.0 MPa和274.2K下,利用该活性微滴以水合物的形式存储甲烷,研究甲烷水合物在微滴中的生成动力学特性。研究表明,分散的聚合物改性微滴能为气体传输提供众多纵横交错的通路,从而极大增加了气液间接触面积,且每个微滴均具有稳定的胶质结构和活性表面。该聚合物稳定的表面活性液滴能促进甲烷水合物迅速形成,储气量高达152.5~173.3 cm^(3)·g^(-1),储气速率也达到7.62~19.70 cm^(3)·(g·min)^(-1)。聚合物质量分数为0.1%的微滴气体存储容量最大,第7次循环前的储气量均在170 cm^(3)·g^(-1)以上,第12次循环储气量仅比第1次循环储气量衰减了14.7%。该成果对于大规模应用水合物快速循环储运天然气技术具有借鉴作用。

聚谷氨酸吸水树脂对小麦光合及产量的影响

为研究新型可降解型聚谷氨酸吸水树脂(γ-PGA SAR)在减量灌溉和不同施加量条件下对冬小麦光合作用和产量的影响,设计了包含4个γ-PGA SAR(40、80、120、160 kg/hm^(2))施加量梯度和3个灌水量[常规灌水量为270.0 mm(W270)、减量15%为229.5 mm(W229.5)和减量30%为189.0 mm(W189)]处理的方案,加上3个灌水量对照,共计15个处理。结果表明,不同光响应模型对小麦旗叶光响应曲线的拟合结果存在一定差异,其中叶子飘模型是分析小麦光响应特征的最优模型。灌溉量的降低会导致小麦最大净光合速率降低,而γ-PGA SAR施加量的变化对最大净光合速率无显著影响(P<0.05)。灌水量的降低会导致冬小麦千粒重降低,γ-PGA SAR施加量的变化则对冬小麦千粒重无显著影响。灌水量的降低会导致冬小麦产量显著降低,而γ-PGA SAR在土壤中的含量增加能够增加冬小麦的产量,但当γ-PGA SAR的施加量达到80 kg/hm^(2)以上时,小麦产量的增幅降低。施加相同量γ-PGA SAR的冬小麦产量在灌水量越低的情况下相较各自CK组的产量增加比例越高。综上所述,γ-PGA SAR能够减少由于灌溉量降低而导致产量降低的影响,在我国干旱地区具有广阔的应用价值。

黄原胶/黏土复合吸水树脂的制备及抗蒸发性能研究

采用溶液聚合法,将黄原胶分别与丙烯酸和丙烯酰胺接枝,再添加不同类型黏土制备了黄原胶/黏土复合吸水树脂,对复合吸水树脂的溶胀性能、保水率及抗蒸发性能进行测定,并利用扫描电子显微镜观察其微观结构。结果表明,与未添加黏土的吸水树脂相比,添加黏土后复合吸水树脂的吸水倍率、耐盐性、保水率及抗蒸发性能均得到提高,黄原胶/高岭土、黄原胶/膨润土、黄原胶/蒙脱土复合吸水树脂在去离子水中的吸水倍率分别为215.6g/g、177.2g/g、184.5g/g,具有良好的耐盐性。其中,添加高岭土制备的复合吸水树脂的综合性能最佳,2h内该吸水树脂在60℃、75℃、90℃和105℃时的保水率分别达到36.4%、28.9%、10.2%和7.7%,制备的复合吸水树脂可有效降低土壤水分蒸发。

SiO_(2)@CTS-g-(AA-co-AM)吸水树脂的吸液性能研究

正硅酸乙酯(TEOS)经碱性催化水解缩合、去模板等工艺合成介孔二氧化硅(SiO_(2)),羧甲基壳聚糖(CTS)作为合成复合吸水树脂的基材,与丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)的共聚物接枝共聚,制备了SiO_(2)@CTS-g-(AA-co-AM)复合吸水树脂。傅立叶红外光谱仪、透射电子显微镜和热重分析仪对复合树脂进行了表征,并在不同环境下探讨了吸水树脂的吸液性能及对重金属离子的吸附性能。结果表明,亲水性的SiO_(2)加入,能有效改善吸水树脂耐温保水性能,树脂在80℃条件下干燥6h,其保水率最高可达91.8%。SiO_(2)使得复合树脂形成稳定的三维网络结构,具有较强的耐盐性能,表现出更佳的吸附性能。

BFRP筋吸水树脂混凝土板静力抗弯性能试验研究

为研究BFRP筋吸水树脂混凝土板的静力抗弯性能,对其静态力学抗弯特性、裂缝扩展规律、破坏模式、挠曲变形及应力应变曲线进行静载试验研究。结果表明:抗弯刚度是导致试样静载力学行为不同的关键因素,3种试件抗弯刚度大小差异明显,即SP板>BP板>BS板。由于钢筋是弹塑性材料,BFRP筋是线弹性材料,试件BS和BP呈弹性变形和破坏失效两阶段破坏模式;试件SP在混凝土开裂和钢筋屈服后,抗弯刚度逐渐小于BP试件,破坏前有显著的延性变形,最终呈弯曲破坏模式。试件BS、BP的整体挠曲变形大,残余变形小,开裂特征显著。同时,由于骨料咬合力和销栓力的不足,其更容易发生剪切破坏且脆性特征显著。

吸水树脂在公路绿化工程中的应用可行性探索

为了探索吸水树脂在高速公路中央分隔带以及其他绿化工程中的应用可行性,采用室内试验方法,观测土壤中掺加不同比例吸水树脂后的吸水能力、保水时间、对植物生长的影响等,发现土中掺加吸水树脂材料可明显增加其吸水能力及保水性能,掺加比例合适时不会影响植物生长,用于高速公路中央分隔带回填土具有可行性,且能减少植物浇灌频率,提高安全性。

高吸水树脂颗粒调堵剂胶囊化缓膨方法研究

针对高吸水树脂颗粒作为调剖堵水材料膨胀速度过快的缺点,与微胶囊制备技术相结合,提出了一种新的延缓膨胀的思路。以线性低密度聚乙烯为成膜材料、二甲苯为溶剂、乙醇为非溶剂,利用凝聚法研究了树脂颗粒胶囊化缓膨技术,制备了具有良好缓膨性能的树脂颗粒,分析了其缓膨机理。研究表明两相分离的凝聚法可用于制备缓膨高吸水树脂颗粒。所制备的缓膨树脂颗粒在矿化度为21 328mg/L的模拟地层水中,开始出现膨胀的时间为30h,完全膨胀所需时间为70h。延缓作用是通过吸水面积的减少及包覆膜的物理限制作用实现的。

超强吸水树脂的吸水性能研究

对自制的超强吸水树脂的吸收性能进行了研究 ,分别考察了吸水树脂的粒径 ,溶液的 p H值 ,几种离子如 Na+ ,K+ ,Ca2 + ,Mg2 + 等的水溶液对吸水树脂吸收性能的影响。实验结果表明 ,在 p H为 6～ 8,树脂粒径为 10 0 mesh～ 12 0 mesh时 ,树脂的吸水性能最好 ,各种离子对吸水树脂吸收性能的影响大小顺序为 :Na+ <K+ <Mg2 + <Ca2 +。

超强吸水树脂堵漏性能研究

超强吸水树脂是一种较为理想的堵漏材料,它能很好地解决钻井过程中的恶性漏失,对碳酸盐岩、裂缝发育地层,可有效防止钻井液固相和液相侵入裂缝、溶洞系统。主要研究了吸水树脂的堵漏效果,测试了不同条件下超强吸水树脂的承压能力,包括不同渗透率、不同温度下吸水树脂的承压变化。试验结果表明,在吸水树脂堵漏过程中,漏失量并非一直降低,而是一个先增加后降低最后再增加的过程,从而很好地说明了吸水树脂通过架桥、不断被压实、继续吸水膨胀,最终达到封堵的目的,这也正是吸水树脂用于堵漏的作用机理。

高性能聚丙烯酸系超强吸水树脂分子设计

为了改善超强吸水树脂(SAP)的性能,运用分子设计方法,通过AA-AM-AMPS三元共聚合成了高性能的SAP,经过优化条件,制备的SAP吸水倍率可达1250倍,吸盐水倍率达225倍,且具有很好的防潮性和流动性。

富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂

用棉花秆、麦秆和玉米秆等富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备了高倍率的吸水树脂.研究了不同水质(去离子水、自来水及雨水)对接枝产物吸水性能的影响.采用棉花秆、麦秆、玉米秆与丙烯酸的接枝产物对去离子水的吸水倍率分别为930,790和630g/g,对自来水的吸水倍率分别为670,350和250g/g,用玉米秆/地瓜淀粉混合物制备的接枝产物对雨水的吸水倍率为540g/g.为棉花秆、麦秆及玉米秆等富含纤维素的农作物秆的深加工与应用开辟了一条途径.