原位插层复合制备聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/有机蒙脱土高吸水性材料开题报告

1. 研究目的与意义

高吸水性树脂又称为超强吸水剂, 是一种应用广泛的功能高分子材料。为了扩大SAP 的应用范围，人们尝试不同的方法来提高吸水树脂的性能。目前对高吸水性树脂的研究, 集中在如何提高它在承重情况下的吸水能力和吸电解质溶液能力, 开发吸水性复合材料与共聚型吸水树脂是一种常用方法。蒙脱土是一种具有层状结构的硅酸盐, 片层厚度和晶层间距均为纳米量级，具有层间阳离子的可交换性和极性介质中的可膨润性。

将它用于改善高分子材料力学性能的研究已相当广泛, 而将蒙脱土运用在功能材料方面的报道较少。因此采用长链季铵盐改性的有机增强蒙脱土制备聚合物／有机蒙脱土复合吸水材料，有望获得吸水性能提高而力学性能保持的新型高吸水性复合材料，扩大材料在卫生用品、农林园艺、沙漠防治与绿化、医药材料等领域的应用。

2. 国内外研究现状分析

20世纪70年代，美国农业部北方研究所fanta等人进行了淀粉接枝丙烯腈的研究，开发出一种新型的功能高分子高吸水性树脂，它不溶于水和有机溶剂，能吸收自身几百倍至几千倍的水，即使受压也不易失水，具有优良的保水性能，并且在脱水后又恢复其吸水能力，由于这些特性，导致了对高吸水性树脂的生产开发和应用的广泛研究。

高吸水性树脂首先在美国henkel公司进行商业化生产，随后美国的generalmillschemical,nationalstarch、日本的住友化学、三洋化成、花王石碱、荒川公司等纷纷开展了对高吸水性树脂的研究开发工作，现国际市场上已形成淀粉系、纤维素系和合成树脂系等几大类产品。

我国的sap开发研究晚于发达国家，自1988年开始有吸水树脂的专利，并开始有企业介入生产，产品大多为淀粉接枝物，主要用于卫生材料和农业抗旱保水剂。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本论文选题采用单体原位插层聚合法制备聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/ 有机蒙脱土高吸水性树脂复合材料，即：直接将水溶性单体溶解在有机蒙脱土悬浮液中引发聚合。通过对材料的吸水性能和保水性能研究，优化材料的合成工艺条件。复合材料体系中少量蒙脱土形成的物理交联既可以提高加压下的保水能力, 又不会引起吸水量较大幅度地下降, 且可以提高初期吸水速率。

研究计划：1、实验仪器和材料以及查阅资料等准备阶段-3周；2、初期实验制备的摸索及吸水性能初步检测了解-1周；3、设计实验变量，进行正交实验-3周；4、对不同实验样品的吸水、保水性能的检测-1周；5、统计并分析数据，找出最佳的变量组合进实验及检测-1周；6、各种样品的仪器检测-1周；7、毕业论文撰写-3周；8、准备答辩讲稿、进行答辩-1周。

4. 研究创新点

本研究工作将聚合物插层蒙脱土的概念引人到高吸水性复合材料的制备中, 不使用季按盐型插层剂, 直接将水溶性单体溶解在蒙脱土悬浮液中引发聚合, 制得蒙脱土片层厚度为纳米尺寸并均匀分布于丙烯酸一丙烯酰胺共聚物中的高吸水复合材料。

通过此次实验研究对高吸水性树脂复合材料有进一步认识，并在实验中找出最适合的变量，使高吸水性树脂的吸水性能达到最高且加压保水性能也能最好。