聚丙烯酸/有机蒙脱土插层复合材料的吸水性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

本论文拟对聚丙烯酸/有机蒙脱土复合材料的合成及其吸水性能和保水性能等进行研究,探讨合成条件对材料吸水性能及保水行为的影响，获得具有良好吸水和保水性能复合材料的最佳合成条件。

高吸水性树脂( 简称SAP) ,可以吸收比自身质量高几百到几千倍的水,并且在一定的压力下所吸入的水不会被挤出,具有吸水量大和保水性强两大特点。聚丙烯酸（PAA）是一种应用极为广泛的通用树脂, 具有较好的韧性和强度，其原料丰富易得、制备简单而占据市场主导地位。虽然聚丙烯酸在去离子水中具有优良的吸水性能，但在盐水中的吸水能力急剧下降。对吸水材料的改性或复合化成为该领域的重要课题。层状无机物蒙脱土的吸湿性强，在水中会发生膨胀、崩解，最大吸水量为其质量的8～15 倍并有较好的粘接性。因此，聚丙烯酸和蒙脱土二者若能实现纳米化复合，复合后产物不仅吸水率、吸盐水率以及凝胶强度得到很大改善，而且还降低了高吸水性树脂的成本，有利于工业化生产，其应用前景十分广阔

2. 国内外研究现状分析

我国是从20 世纪80 年代开始高吸水性树脂研究,1982 年中国科学院化学研究所在国内最先合成出聚丙烯酸钠类树脂. 直至目前高吸水性树脂一直是国内外研究的一个热点,每年有大量的文献报道. 另一方面,蒙脱土是一种细粒粘土,可用于纺织、轻工、石油、冶金、沙漠化治理、污水处理、生物给养、药品等多种行业. 蒙脱土吸湿性强,放入水中出现膨胀、崩解,最大吸水量为其质量的8～15 倍,有较好的粘结性 .为了提高性能、降低成本,出现了一系列复合吸水材料,即通过高吸水性树脂与无机物、有机物等复合,制备出性能优良、成本较低的吸水性复合材料.结合上述2 方面,聚丙烯酸/ 蒙脱土复合材料潜在的应用前景十分广阔,在农业和化工,特别沙漠化治理工程上可能会有很高的应用价值. 目前,国内对聚丙烯酸/ 蒙脱土高吸水性复合材料所做的工作处在基础研究阶段 ,一般都在较低温度下经过数小时的反应制备复合材料,而且大多加入了质量分数10 %～15 %的蒙脱土.

3. 研究的基本内容与计划

论文总体设计方案如下：

1. 通过查阅文献，了解该领域国内外的研究进展。拟定实验研究方案。

2. 聚丙烯酸/ 蒙脱土复合材料的制备及其合成条件的优化。

4. 研究创新点

仅添加很少量的蒙脱土(约为5 %) ,并利用高温快速反应法制备此类复合材料,在保证所需高吸水、保水性能的前提下,使聚合反应时间从数小时缩短至数分钟;