非金属矿物/高分子高吸水复合材料(MPSAC)以其优异的性能成为近年来发展迅速的一种高分子吸水材料。本文所制备的坡缕石/聚丙烯酸(钠)高吸水保水复合材料是其中重要的类型之一。本文首先研究坡缕石的提纯工艺，采用的方法是加入分散剂并对矿物浆液进行超声分散。探讨了分散剂的种类、分散剂的用量、坡缕石的矿浆浓度对于提纯效果的影响。在此基础上，选取最优提纯条件下的坡缕石，通过一系列五因素四水平的正交实验，研究了坡缕石添加量、单体中和度、引发剂用量、交联剂用量、温度这五个因素对于复合高吸水材料吸蒸馏水能力的影响。经过极差分析得到最佳工艺条件。随后，在正交实验最优条件的基础上，进行了一系列的单因素实验，具体考察交联剂用量、引发剂用量、单体中和度、单体浓度、温度以及坡缕石添加量对于复合高吸水材料的吸液性能的影响。并且研究了吸水材料的保水率、吸液速率、反复吸水性能、粒径对于吸水性能的影响、不同矿物复合吸水材料的吸液性能以及不同离子对于复合材料吸液性能的影响。接下来，采用x射线衍射分析、红外光谱分析以及扫描电子显微镜分析对提纯后的坡缕石以及复合吸水材料进行了表征。在以上这些工作的基础上，本文将植物水势的概念引入吸水材料的研究中，以植物细胞吸水机理和吸水材料吸水机理对比为基础，以MPSAC中坡缕石粘土/聚丙烯酸(钠)吸水保水复合材料为研究对象，借用植物生理学中水势的概念，采用水凝胶液体交换法测定吸水材料-MPSAC制备条件中不同中和度对水势变化趋势的影响，并且比较了矿物相对添加量为10％时吸水材料水势与空白样吸水材料水势的差异。旨在研究矿物的加入对于吸水材料水势的影响。结论如下： 1、通过膨胀容的测试以及提纯前后的坡缕石的X射线衍射分析可知，当坡缕石矿浆浓度为15％、分散剂用量为1％、加入焦磷酸钠为分散剂时，提纯效果最好。 2、采用水溶液聚合法，以丙烯酸为单体，过硫酸钾为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制备出了坡缕石/聚丙烯酸(钠)高吸水保水复合材料。正交实验分析表明，所制备出的复合材料吸蒸馏水时，几个因素的影响顺序如下：矿物含量>引发剂含量>中和度>温度>交联剂的含量。最佳工艺条件是：反应温度为75℃，矿物含量 40％，中和度60％，交联剂含量0.06％，引发剂含量0.25％，单体浓度为25％。接下来的单因素实验分析表明：最佳合成工艺条件为：坡缕石质量分数10％，引发剂用量0.20％，交联剂用量0.06％，单体中和度70％，聚合温度75℃。吸水材料的最高吸蒸馏水量达1825g/g，吸0.9％NaCl达122g/g。 3、通过对于最佳合成工艺条件下的样品的综合性能测试。结果表明：加入坡缕石的复合吸水材料的保水性能相对空白样有所提高，在60℃下鼓风干燥6h后，水凝胶的含水量为25％；加入坡缕石后，复合材料的吸液速率和反复吸液性能得以提高；坡缕石的粒径对于复合吸水材料的性能存在显著影响，研究了坡缕石粒径为50目、100目、160目、320目、400目、500目时对于复合材料吸水性能的影响，可知在粒径为400目时，所得到的复合吸水材料吸水倍率最高；在接下来的添加不同矿物的复合材料的性能的对比中可知，添加坡缕石的复合材料的吸蒸馏水、生理盐水倍率远远比其它矿物高，而对于自来水以及钙离子溶液的吸收效果不太明显；最后研究了离子强度对于吸液性能的影响，结果表明复合材料在三种溶液中的吸水倍率为Na<+>>Ca<2+>>Al<3+>。 4、XRD分析表明，采用焦磷酸钠和硅酸钠作为分散剂的提纯效果较好。 IR分析表明，坡缕石和聚丙烯酸钠形成复合材料后，坡缕石的3382cm<-1>-OH伸缩振动消火了，这表明在反应过程中坡缕石的-OH与丙烯酸的COO<-1>发生了结合或键合，说明坡缕石与高分子聚合物之间存在着一定的化学作用。 SEM分析表明，未加坡缕石的样品，网络结构均匀，致密，表面光滑平整；对比加入10％以及加入60％坡缕石的SEM图可以看出，坡缕石和高分子基体之间界面模糊，无明显分界面，达到了良好的复合效果。随着矿物加入量的增多，坡缕石在高分子基体中的聚集程度增大，分散性降低，不同程度的被包埋在高分子中。 5、采用水凝胶液体交换法测量吸水材料的水势是科学的、可行的，并且采用水势来表征吸水材料的吸水能力比用吸水倍率更准确，更科学。对于研究由土壤(吸水材料)-植物一大气构成的连续的体系中水分的流动状态，揭示体系水分流动的更深层次的动力都具有重要意义。拟合所得到吸水材料的水势经验公式为：ψ<,hydrogel>=e和ψ<,hydrogel>=-bc+a。 通过空白样与加入10％坡缕石的复合样品水势的对比得知，加入坡缕石后，吸水材料的水势比原来增大了49.5％，吸水倍率下降了20％，说明加入矿物后对于复合材料的水势有相对明显的影响。在农田实际应用时，复合材料更容易向土壤中释放水分，它吸收的水分也更容易被植物所利用。