沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料的制备与性能

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空气湿度是一个与人们生产生活都紧密联系的重要影响因素。常见的湿度控制方法为机械式和非机械式两类。其中,利用调湿材料进行湿度控制是最具发展潜力的方法,无须消耗任何人工能源,利于环境保护,是一种生态性的调湿方法。本文指出了调湿材料的研究意义,介绍了各种调湿材料的分类,作用机理,尤其对无机矿物/有机高分子类复合调湿材料进行了总结介绍,结合沸石优良的放湿性能,有机高分子聚丙烯酸树脂的高吸湿性能,以不同方法改性的沸石和丙烯酸,丙烯酰胺为原料,通过反相悬浮聚合的方法制备出有机沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料,钠型沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料,研究了实验中的各个变量因素如分散剂、引发剂,以及交联剂用量对于产物的吸放湿速度以及吸放湿容量的影响,以期找到制备复合材料的最佳工艺配比。利用扫描电镜对样品的表面形貌进行表征,沸石表面都覆盖了大量的高分子链段,使得复合材料表面疏松多孔,利于水分子的进出;用X射线衍射仪对沸石原矿及改性沸石进行物相鉴定,表面经过有机改性后的沸石没有发生晶型的改变,沸石的晶体结构并没有破坏;用透射电镜观察沸石内部的孔道结构;用傅里叶红外测试仪分析了各个样品所含的官能团变化,证明有机高分子与矿物得到复合,不是机械的混合而是发生了化学作用。同时研究了样品对E-coli细菌的抗菌性。通过一系列实验制备出的复合材料均具有较好的调湿性能,其中最佳的工艺配比为有机沸石3g,司班1.5g,交联剂0.15g,引发剂0.15g。该条件下制备的复合材料样品160小时的吸湿率超过100%,放湿率达到120%。所得试样均疏松多孔,经过改性的沸石与有机高分子进行了有效的复合。聚合物包裹下的沸石起到了水蒸气通道的作用,利于水分子的进出,提高了调湿容量和调湿速率。银型沸石与双金属沸石在较高浓度时都具有较好的抗菌性。
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