丙烯酸-丙烯酰胺共聚/蒙脫土復(fù)合吸水樹脂的制備

陳煜太，姜 紅，楊 燕

(1.中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038；2.西南石油大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610500)

丙烯酸-丙烯酰胺共聚/蒙脫土復(fù)合吸水樹脂的制備

陳煜太1，姜 紅1，楊 燕2

(1.中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038；2.西南石油大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610500)

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)為單體，蒙脫土(MMT)作為無機組分，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)作為交聯(lián)劑，過硫酸鉀(K2S2O8)為引發(fā)劑，采用水溶液聚合法制備了AA-AM共聚/蒙脫土復(fù)合吸水材料?？疾炝瞬煌┧嶂泻投?、交聯(lián)度和MMT用量對復(fù)合材料的性能影響。通過性能測試和數(shù)據(jù)分析得出了最佳合成條件是：反應(yīng)體系溫度為70 ℃，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，丙烯酸中和度70%，MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。在最佳合成條件下得到的產(chǎn)物純水吸收倍率為1 256.73 g/g，生理鹽水吸收倍率為90.60 g/g。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和熱失重(TGA)等分析方法對合成產(chǎn)物進行了分析評價。

復(fù)合材料； 蒙脫土； 吸水樹脂

0 前言

高吸水樹脂(super absorbent resin，SAR)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品。工業(yè)上使用的高吸水樹脂主要是用于增加液體黏度和凈水工業(yè)中的金屬離子吸附；農(nóng)業(yè)上高吸水樹脂可以改變土壤對水分的吸收和保水能力，控制土壤中營養(yǎng)元素的釋放速度，從而提高水分和肥料的利用效率，達到節(jié)約水資源的目的；在日常生活方面，高吸水材料主要用作生活衛(wèi)生用品，包括尿不濕和衛(wèi)生巾等[1]。隨著高吸水材料的不斷發(fā)展，其在化工、醫(yī)療、消防、涂料等眾多領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。

最早的高吸水材料主要有交聯(lián)聚丙烯酰胺、交聯(lián)聚環(huán)氧乙烷和交聯(lián)聚乙烯醇[2-3]。科學(xué)家Flory通過大量的實驗研究，建立了吸水性高分子吸水理論，為高吸水材料的開發(fā)和研究奠定了理論基礎(chǔ)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合型高吸水樹脂的耐鹽性能好、機械強度高、環(huán)保屬性好且生產(chǎn)的工藝簡化，這使得復(fù)合型高吸水樹脂迅速發(fā)展[5]。近些年來，關(guān)于高吸水樹脂的研究方向已經(jīng)非常多元，研究人員們往往在注重吸水保水性能的同時，聚合方法、聚合工藝、交聯(lián)密度以及添加劑等方面都已經(jīng)形成了相對應(yīng)的研究體系[6-7]。本文利用常見的單體制備一種性能優(yōu)異的復(fù)合產(chǎn)物，并利用不同的測試手段研究了產(chǎn)物的相關(guān)性能。

1 高吸水樹脂概述

1.1 吸水機理

根據(jù)高吸水樹脂合成單體的不同，主要分為電解質(zhì)單體和非電解質(zhì)單體兩類。電解質(zhì)型高吸水樹脂的吸水速率快，在較短時間里就能達到最大溶脹，在理論上能夠利用離子交換原理凈化水中的重金屬離子[8]。電解質(zhì)型高吸水樹脂的吸水過程是：樹脂和水分接觸后，水分通過毛細作用向樹脂內(nèi)滲透，樹脂分子鏈上的電解質(zhì)基團與水分接觸后就會發(fā)生電離，此時電離出來的離子由于受到樹脂高黏度阻力的影響，無法及時向外部擴散，因此形成了相對濃度較高的電解質(zhì)溶液，與外部的水分形成一定的滲透壓差，加速水分子進入網(wǎng)絡(luò)中的速度。同時，電離之后的分子鏈上由于帶有相同的電荷，同種電荷之間的相互靜電排斥作用將使聚合物網(wǎng)絡(luò)張開，平衡時吸水倍率增加。非電解質(zhì)型高吸水樹脂利用聚合物網(wǎng)絡(luò)中的親水基團(如氨基)，與水分子相互作用從而滯留在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，除了基團電離以外，兩類樹脂鏈段的熱力學(xué)行為相似，并且，非電解質(zhì)型的高吸水樹脂的耐鹽性要比電解質(zhì)型高吸水樹脂強。

水分子進入到聚合物網(wǎng)絡(luò)中之后，與分子鏈上的親水基團作用從而滯留在網(wǎng)絡(luò)中。一旦水分子和分子鏈之間的相互作用被破壞，材料的保水性能也就對應(yīng)地喪失。在對高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)與性能的研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)不同的親水基團之間是存在協(xié)同效應(yīng)的，而且總結(jié)出了電解質(zhì)型高吸水樹脂中各基團親水性大小的排序為：―SO3H>―COOH>―CONH2>―OH；吸水能力還受外界離子的影響，鹽類的影響強弱為：NaCl

1.2 黏土礦物復(fù)合高吸水樹脂

目前主要的復(fù)合吸水材料是用交聯(lián)高分子與生物系天然高分子材料或黏土礦物復(fù)合，或者三者都有[11]。生物系高吸水樹脂是建立在天然高分子上，通過改性而得到的復(fù)合高吸水樹脂。這一類復(fù)合高吸水樹脂的特點就是可生物降解，與生物體和自然環(huán)境有很高的親和力，現(xiàn)已用于醫(yī)療衛(wèi)生用品的制備和環(huán)保生物降解緩釋肥料的研究[12-13]。

黏土礦物是一類層狀的硅酸鹽鋁酸鹽結(jié)晶，晶層之間存在范德華力和靜電引力等作用，層間具有一定的層間陽離子用以維持晶層中由于原子替換和晶胞破壞等原因產(chǎn)生的負電荷。因為不同的黏土礦物晶層之間有著不同的作用方式，所以對水的親和性不盡相同。對于膨潤土(主要是指蒙脫土)來說，硅酸鹽晶層之間的結(jié)合力較弱，復(fù)合的方式主要是插層，這樣得到的復(fù)合材料在分散尺度上可達到納米級，晶體顆粒分散在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，可增加聚合物內(nèi)部的離子濃度和滲透壓，從而提高耐鹽性能和吸水倍率。對于非膨脹黏土來說，層間作用強且間距穩(wěn)定，復(fù)合原理主要是利用鋁羥基或者硅羥基與有機單體進行接枝聚合，原理和淀粉的接枝改性相似。與黏土礦物復(fù)合得到的高吸水樹脂由于無機組分的支撐，在高度溶脹的狀態(tài)依然具有較高的機械強度，這使得復(fù)合材料的抗壓性能得到提升。并且，無機組分的熱穩(wěn)定性能比有機聚合部分要好，因此復(fù)合吸水材料的耐溫性能會相應(yīng)地提高[14-15]。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

丙烯酸(AA)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

丙烯酰胺(AM)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

過硫酸鉀：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氫氧化鈉：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氯化鈉：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

氯化鈣：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

無水乙醇：分析純(AR)，成都市科龍化工試劑廠；

蒙脫土(MMT)：工業(yè)級，和布克塞爾蒙古自治縣海鑫膨潤土有限公司。

2.2 儀器和設(shè)備

X射線衍射(XRD)儀：DX-2700B，丹東浩元儀器有限公司；

熱失重分析(TGA)儀：TGA/SDTA851e，瑞士梅特勒-托利多公司；

傅立葉變換型紅外光譜(FTIR)儀：Nicolet 6700，賽默飛世爾科技有限公司；

掃描電子顯微鏡(SEM)：JSM-7500F，日本電子株式會社。

2.3 復(fù)合材料的制備

2.3.1 合成準(zhǔn)備

配制濃度分別為65%、70%、75%、60%的NaOH溶液；配制濃度為0.9%的NaCl溶液；配制濃度為0.57%的CaCl2溶液；配制濃度分別為0.08 g/50 mL、0.11 g/50 mL、0.15 g/50 mL的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液；配制濃度為0.30 g/50 mL的過硫酸鉀溶液。

2.3.2 合成過程

稱取MMT加水配成懸濁液，稱量10 g丙烯酸于燒杯中，用NaOH溶液中和后，在冷水浴中攪拌至室溫，稱取10 g丙烯酰胺放入廣口瓶，并加入中和后的丙烯酸溶液。量取交聯(lián)劑溶液加入混合溶液中，定容至70 mL，并攪拌15 min。將廣口瓶置于70 ℃條件下水浴，保持?jǐn)嚢?，用溫度計檢測反應(yīng)體系溫度。待體系溫度上升至65 ℃時，加入引發(fā)劑，保持?jǐn)嚢杷俾?，反?yīng)2 h。

當(dāng)反應(yīng)體系黏度明顯上升或有輕度爬桿現(xiàn)象時停止攪拌，繼續(xù)反應(yīng)15 min，再將廣口瓶放置在冷水浴中，等溫度下降到室溫時，取出生成的凝膠，用無水乙醇洗滌。用剪刀將凝膠絞碎，放置在表面皿上，置于烘箱中，在65 ℃條件下干燥，用高速粉碎機粉碎成粉末，裝入樣品袋中封口保存。吸水樹脂網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.4 復(fù)合材料的測試和表征

對復(fù)合高吸水材料的主要測試和表征包括：常溫吸鹽水測試；常溫吸純水測試；吸水速率測試；FTIR、SEM、XRD測試和熱性能分析。測試條件：TGA儀器升溫速率為10 ℃/min，測試溫度范圍為25～800 ℃；XRD設(shè)置掃描角度為5°～80°，步進角為6°；SEM前處理需對樣品表面噴金，設(shè)置掃描電壓為20 kV；FTIR設(shè)置掃描范圍為4 000～400 cm-1，用溴化鉀壓片法對樣品前處理。

為了補充驗證產(chǎn)物的吸鹽水性能，探索用于表征吸鹽水能力的新指標(biāo)，在測試中增加了鈣鹽溶液的吸收測試。吸水測試的計算如式(1)所示：

Q=(m2-m1)/m1

(1)

式中：Q為吸(鹽)水倍率，m2為達到溶脹平衡后吸水樹脂的質(zhì)量，m1為吸水前吸水樹脂的質(zhì)量。實驗中，生理鹽水的濃度為0.90%，CaCl2溶液的濃度為0.57%。測試中CaCl2溶液的離子強度(I)與生理鹽水的一致，相同的離子強度條件下兩種溶液中的離子會產(chǎn)生相同的外加電場強度(E)和離子活度(a)，從而可單純研究離子種類對吸水倍率的影響，具體推導(dǎo)過程如下：

(2)

式中：Ci為溶液中某種離子的質(zhì)量摩爾濃度，Zi為該離子的電價。得出：

I(NaCl)=0.000 153 8=I(CaCl2)

(3)

w(CaCl2)=0.5692%

(4)

式(4)中w表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)。吸水速率的測試原理和吸水倍率一樣，不同之處在于吸水速率測試只測試了不同溫度下吸水90 min后的總質(zhì)量，計算公式為：

(5)

式中：qe為吸水速率，t為吸水時間。

圖1 聚合物交聯(lián)結(jié)構(gòu)

3 結(jié)果與討論

3.1 復(fù)合材料的純水吸收測試分析

在固定丙烯酸中和度的條件下，產(chǎn)物的最大吸水倍率隨著MMT用量的增加，大致呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，在其中選取丙烯酸中和度為75%的樣品吸水倍率相關(guān)數(shù)據(jù)，得出吸水能力與MMT用量之間的關(guān)系曲線，如圖2所示。從吸水?dāng)?shù)據(jù)中可以看出，在一定丙烯酸中和度和交聯(lián)度的條件下，復(fù)合吸水材料的吸水倍率總是隨著MMT的用量增加而呈現(xiàn)出一個先增加后減小的趨勢，這說明MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時，增加MMT用量具有提高復(fù)合材料吸水能力的作用，但針對不同的交聯(lián)程度的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，最優(yōu)的MMT用量有所不同。一般來說交聯(lián)密度越大的體系，最佳蒙脫土用量就越低。在現(xiàn)有的實驗條件下，吸水倍率最高產(chǎn)物的合成條件是：聚合溫度為70 ℃、丙烯酸中和度為70%、MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、NMBA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，并且最大純水吸收倍率為1 256.73 g/g。

圖2 AA中和度為75%復(fù)合材料的吸水曲線

3.2 復(fù)合材料的鹽水吸收測試分析

3.2.1 生理鹽水

從50組樣品的純水吸收測試中，選出吸水倍率大于600 g/g的樣品進行生理鹽水吸收測試，一共有17組樣品，它們對生理鹽水的吸收情況如表1所示。

表1 生理鹽水吸收倍率

從表1的數(shù)據(jù)中可以看出，對純水吸收倍率最大的樣品對生理鹽水的吸收不一定是最大的，但是綜合數(shù)據(jù)來看，一般吸收生理鹽水倍率較高的產(chǎn)物，吸水倍率也較高。從吸水倍率上來看，電解質(zhì)對樹脂的吸水能力有巨大的影響，這主要是有兩個方面的原因：(1)溶液中的電解質(zhì)離子與聚合物鏈段上的離子型基團(如羧基)相互作用，使得鏈段上的靜電荷量減小，排斥力下降，分子鏈發(fā)生相應(yīng)收縮導(dǎo)致聚合物網(wǎng)絡(luò)的空間體積下降，吸水能力因而下降；(2)電解質(zhì)離子增加了外部溶液的滲透壓，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的溶液離子濃度差減小，即導(dǎo)致滲透壓差減小，使得達到溶脹平衡時吸水倍率降低。

3.2.2 氯化鈣溶液

利用和生理鹽水測試中完全相同的17組樣品，在相同離子強度條件下，考慮離子種類對復(fù)合材料吸水倍率的影響，測試結(jié)果如表2所示。

表2 氯化鈣溶液吸收倍率

從吸收倍率上來看，吸水樹脂對于鈣鹽更加敏感，即在相同離子強度條件下，產(chǎn)物對于鈉鹽溶液的吸收倍率要高于鈣鹽，這表明離子種類本身對于產(chǎn)物的吸水能力有一定的影響，這可能是由于不同陽離子在水中的存在狀態(tài)和作用強弱不同造成的。同時說明在高吸水樹脂的實際使用條件下，往往達不到理論上的性能，甚至?xí)霈F(xiàn)測試數(shù)據(jù)沒有實際意義的情況。根據(jù)高吸水樹脂的不同使用條件，采用不同的測試對比方法，可能會更加有實際意義。

3.3 不同溫度下吸水速率的影響

溫度是一個影響材料吸水性能的一個重要因素，本實驗中測試了同一樣品(26號樣品)在不同溫度下吸水90 min后的吸水倍率隨溫度變化趨勢，如圖3所示。

圖3 吸水倍率-溫度變化

從吸水倍率隨時間變化的趨勢來看，吸水速率隨溫度升高先增加后降低，吸水速率最快的溫度為60～65 ℃。其原因可能是：高分子材料的鏈段運動需要一定的外部能量，溫度越高，鏈段運動就越快，也就是說在吸水的過程中聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的溶脹速率越快，因此吸水速率隨著溫度的增加呈上升的態(tài)勢。當(dāng)溫度上升到一定高度時，聚合物網(wǎng)絡(luò)中的一些鏈段在外加熱量的作用下被激活，發(fā)生繼續(xù)交聯(lián)，聚合物網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)密度增大，限制了高吸水樹脂的吸水能力，此溫度一般和產(chǎn)物生成的聚合反應(yīng)溫度相近。不同溫度條件下的聚合物網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對比如圖4所示。

(a) 較低溫度

(b) 較高溫度

3.4 復(fù)合材料的紅外光譜分析

實驗測得的紅外吸收光譜如圖5所示，吸收光譜中的主要吸收峰對應(yīng)的基團如表3所示。從表3中看出，復(fù)合材料中出現(xiàn)了丙烯酸單體對應(yīng)的羧基，丙烯酰胺單體對應(yīng)的酰胺基以及MMT中對應(yīng)的硅氧振動峰。此紅外光譜中的吸收峰說明，制備的產(chǎn)品中包含了這些組分，證明復(fù)合材料成功合成。

圖5 MMT復(fù)合吸水材料的紅外吸收光譜

波數(shù)/cm-1基團3419酰胺基中氮氫伸縮振動3145羧基中氫氧伸縮振動2919，2854亞甲基碳氫伸縮振動1623酰胺基中羰基伸縮振動1396羧基中碳氧伸縮振動1174，1122MMT中硅氧鍵剪式振動620酰胺基面外剪式振動

3.5 復(fù)合材料的熱失重分析

復(fù)合材料的熱失重曲線如圖6所示，從TGA和DTG曲線中可以看出，用于熱失重的樣品中含有少量水分，這部分水分在60 ℃以上才開始丟失，此溫度和產(chǎn)物的干燥溫度相近，說明在60 ℃時這部分水分是鎖定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的，從側(cè)面證明材料的保水性能。樣品在300 ℃時開始分解，最大失重溫度為350 ℃。從這些數(shù)據(jù)上來看，加入的蒙脫土成分的復(fù)合吸水樹脂的耐熱性能比普通吸水樹脂最大失重溫度(約為200 ℃)高，證明將蒙脫土(MMT)和有機吸水材料復(fù)合得到的復(fù)合吸水材料在熱穩(wěn)定性方面得到了提升。

(a) TGA曲線

(b) DTG曲線

3.6 復(fù)合材料的X射線衍射分析

復(fù)合材料和純凈蒙脫土的XRD測試結(jié)果如圖7所示。從圖7中可以看出，復(fù)合材料的衍射譜主要是疊加的彌散峰，最大衍射峰強度為1 400；MMT的衍射峰是尖銳的衍射峰，衍射強度大。按照X射線和物質(zhì)作用的原理，復(fù)合材料中出現(xiàn)的彌散峰可能是因為在制備復(fù)合材料的過程中，MMT的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，形成了短程有序、長程無序的非晶結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果表明，利用水溶液聚合法可以制備MMT插層復(fù)合高吸水樹脂，這種復(fù)合方法使得參與復(fù)合的組分之間相容性增加，達到納米分散。

圖7 XRD測試結(jié)果 (a)MMT復(fù)合材料；(b)純凈MMT

3.7 復(fù)合材料的掃描電鏡分析

復(fù)合吸水材料26號樣品SEM測試結(jié)果如圖8所示。在放大3 000倍的鏡頭下，可以看到材料表面有一些白斑小顆粒，推測是MMT中的SiO2顆粒造成的。材料表面有很多的褶皺，這些褶皺能夠增大材料和水分的接觸面積，提高吸水速率。材料的斷面形態(tài)如圖8(c)所示，參差不齊且不平滑，是典型的脆斷，這表明這種復(fù)合材料在干燥條件下是一種脆性材料。在放大50 000倍的鏡頭下，MMT和聚合物沒有出現(xiàn)分相或者是團聚現(xiàn)象，表明兩種組分之間有很好的相容性，這樣的復(fù)合保證了材料的均一性。

(a) 放大3 000倍

(b) 放大3 000倍

(c) 放大50 000倍

(d) 放大50 000倍

4 結(jié)論

從實驗數(shù)據(jù)上看，上述的合成方法能夠用于制備性能較好的復(fù)合高吸水樹脂，純水吸收倍率和鹽水吸收倍率都處于較優(yōu)的水平。經(jīng)過對產(chǎn)品的進行分析，最終得出以下結(jié)論：

(1)該復(fù)合材料中同時含有無機蒙脫土(MMT)和有機高分子組分，證明產(chǎn)品復(fù)合成功。利用丙烯酸、丙烯酰胺能夠和MMT復(fù)合制成高吸水材料，實驗數(shù)據(jù)表明這種復(fù)合高吸水樹脂的耐溫性能比非復(fù)合型吸水樹脂的耐熱性能好，熱失重溫度提升了約100 ℃，在高吸水樹脂中添加無機組分能夠提高高吸水樹脂的熱穩(wěn)定性能。

(2)插層復(fù)合方法能夠保證聚合物相與黏土相的相容性，在納米尺度上沒有出現(xiàn)相分離。最佳的吸水溫度保證在聚合溫度以下10 ℃左右。并且，除了生理鹽水吸收倍率能夠表示耐鹽性好壞外，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.57%鈣鹽溶液的吸收倍率也可以用于表征吸水材料的耐鹽性能。AA/AM-MMT復(fù)合吸水材料的最佳合成條件是：反應(yīng)體系的溫度為70 ℃，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，丙烯酸中和度70%，MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。

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杜邦高性能材料事業(yè)部與展宇光伏簽訂
平屋面安裝技術(shù)授權(quán)許可協(xié)議

在SNEC2017盛大開展期間，杜邦高性能材料事業(yè)部與分布式光伏行業(yè)翹楚EPC展宇光伏(前“晶科光伏科技”)簽訂平屋面安裝技術(shù)授權(quán)許可協(xié)議。在該授權(quán)協(xié)議許可下，展宇光伏通過使用杜邦 Rynite?高性能材料，運用獨特專利設(shè)計，給平屋面的分布式光伏項目帶來完全不同的創(chuàng)新體驗。該技術(shù)無需對屋面進行穿刺，具有承重輕、安裝快捷、同等面積安裝容量比傳統(tǒng)安裝方法提高20%以上等優(yōu)點，并且通過了高抗風(fēng)等級(15級)，和UL1703 A級防火的測試要求，安全性得到充分保障。

展宇光伏已于去年在鹽城順利完成單體1MW的試點項目，目前僅華東地區(qū)就握有數(shù)十兆瓦以上的平屋面項目儲備，相當(dāng)一部分將在近期開工建設(shè)。

杜邦公司一直致力于為光伏行業(yè)客戶提供高性能材料解決方案，以獲得更可靠的系統(tǒng)，降低系統(tǒng)長期使用成本，進而取得更高效的投資回報。杜邦公司開發(fā)的Rynite?, Delrin?, Zytel?, Crastin?等多種系列產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐戶外老化性能，在光伏應(yīng)用領(lǐng)域受到客戶的廣泛認可。

Preparation and Performance Evaluation of Acrylic Acid-Acrylamide Copolymer/Montmorillonite Composite Water Absorbent Resin

CHENYu-tai1,JIANGHong1,YANGYan2

(1.School of Forensic Science, People’s Public Security University of China, Beijng 100038，China； 2.School of Materials Science and Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500，Sichuan，China)

In this research, the AA-AM copolymer/ montmorillonite composite absorbent mate-rial was prepared by aqueous solution polymerization, using acrylamide(AM) and acrylic acid(AA) as monomers, montmorillonite(MMT) as inorganic component, N,N-methylene bisacry-lamide (NMBA) as a crosslinking agent and potassium persulfate(K2S2O8) as the initiator. The influence of neutralization degree of acrylic acid, the amount of cross-linking agent and amount of MMT were studied to optimize the preparation condition. The optimized reaction conditions of the AA-AM copolymer/ montmorillonite composite were as follows: reacted at 70 ℃,NMBA0.05%, neutralization degree of acrylic acid 70%,MMT 7%. The absorbencies of the best sample thus synthesized can be up to 1 256.73 g/g in distilled water and 90.60 g/g in saline solution. Many analysis methods such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electronic microscope (SEM), X ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA) were employed to evaluate the performance of the resin.

composite; montmorillonite; absorbent resin

陳煜太(1995—)，男，碩士研究生，主要從事微量物證分析方面的研究工作。

TQ 324.8

A

1009-5993(2017)02-0042-08

2017-04-10)