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高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料,具有很强的吸水能力和保水能力,已得到广泛应用。相对于淀粉类、合成类高吸水性树脂而言,纤维素类高吸水性树脂研究较少。本文研究了羟乙基纤维素基高吸水性材料的合成及其性能。 1)以过硫酸钾—亚硫酸氢钠为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过溶液聚合合成了羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺(HEC-g-AM)高吸水性树脂。探讨接枝聚合的反应机理;研究反应温度、交联剂用量、引发剂用量、AM与HEC配比、氢氧化钠浓度与用量等因素对高吸水性树脂吸液率的影响;采用IR、TA、XRD方法研究材料结构与性能的关系。实验结果表明,适宜的反应条件是反应温度50℃、AM与HEC配比8:1、交联剂用量和引发剂用量(相对单体质量百分比)分别为0.06%、0.9%。该高吸水性树脂吸蒸馏水和0.9%NaCl溶液的倍数分别为1360g/g和115g/g。 2)在HEC-g-AM高吸水性材料制备工艺基础上,引入硅溶胶,采用溶胶—原位聚合方法,制备了HEC-g-AM/SiO2高吸水性复合材料。探讨了硅溶胶用量、交联剂用量、引发剂用量等因素对该高吸水性复合材料吸水性能的影响,考察了材料的保水性能、热稳定性以及粒径与吸水速度关系,采用IR、TA、XRD、SEM方法研究材料结构与性能的关系。结果表明硅溶胶用量为7%(单体质量百分比)时,吸蒸馏水和0.9%NaCl溶液的倍数分别为1120g/g和105g/g。与HEC-g-AM高吸水材料制备条件相比,交联剂用量减少,引发剂用量增加。此外,材料的热稳定性提高。 3)研究HEC-g-AM、HEC-g-AM/SiO2两种高吸水性材料在不同盐溶液、不同pH值溶液、不同有机溶液中的溶胀行为。实验结果表明:盐溶液的浓度越高,离子价态越高,吸液率越低;溶液酸度过高或碱度过高时,吸液率显著降低;随水中有机溶剂浓度的升高,吸液能力也下降。通过DSC分析吸水凝胶材料的热行为,表明随着含水量的逐渐增加,相转变温度逐渐升高。