论文部分内容阅读
保水材料是一种具有很强的保水能力的新型功能高分子材料,已被广泛应于于许多领域。本文以羟乙基纤维素(HEC)为研究对象,经活化、接枝改性剂制备了保水材料,并对其合成工艺条件及性能进行了探讨,为进一步的工业化应用提供一定的理论基础。为了得到耐盐性强、保水性能好的材料,选用2-氯-4,6-二(N,N-二甲基-N-苄基-1,3-丙二胺)-1,3,5-均三嗪(BT)为改性剂,与HEC进行接枝反应,将季铵盐和氨基等不同的亲水基团引入到HEC分子中,使其亲水基团多样化;研究各种反应因素(活化时间、活化温度和NaOH浓度、物料比、反应温度等)对反应过程和材料性能的影响,探寻最优的工艺条件;考察保水材料吸液时的pH值、温度等因素,HEC-BT高吸水材料的最佳吸水条件;同时还测定了该保水材料的保水性能和反复吸水性能;采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征保水材料的结构。结果表明:(1) NaOH对HEC的预处理,对接枝反应有显著的影响,能较大的提高HEC的反应性能,其最佳活化条件为:HEC 10.05 g,NaOH浓度30%,活化温度50℃,活化时间5 h;(2)保水材料最佳的合成工艺条件为:反应温度75℃,反应时间6 h,改性剂与HEC的摩尔比为2:1。其最大吸水倍率为251g/g,最大吸盐水倍率为124 g/g,最大吸人工尿倍率为133 g/g,且具有较好的保水性和反复吸水性。(3) IR分析表明,保水材料是HEC和BT的接枝共聚物。XRD分析证明,接枝共聚反应在HEC的无定型区和结晶区的表面均有发生。TG分析表明,接枝产物比HEC的热稳定性降低。由SEM表征结果可以看出,吸水材料表面有小而密的孔洞和起伏的层状结构,表明其具有优异的吸水保水性能。此外,保水材料的应用实验表明,加入保水材料的土壤能较好的保持水分。