技术简介
水凝胶是一类轻度交联的具有三维网状结构的新型高分子功能材料。可吸收达自重数百倍乃至上千倍的水分,并且在一定的压力和温度下能保持内部水分不流失,具有优良的耐候性和保液性。目前,在医疗卫生、建筑材料、农林园艺、食品工业以及石油化工和环境保护等领域得到了广泛应用。随着社会可持续发展,具有可生物降解性的水凝胶受到了人们的高度重视,引入廉价复合物对水凝胶进行改性,降低了制备水凝胶的成本,复合后产物的吸水倍率、耐盐性及凝胶强度都得到很大改善。因此,生物质系水凝胶备受关注。木质素磺酸钠是造纸制浆行业的主要副产品之一,其分子结构上含有羟基、磺酸基和甲氧基等各种官能团,在一定条件下能与多种物质发生多种改性反应如磺化剂磺化、有氧化剂氧化、金属离子络合或接枝等。水凝胶的吸水速度也是衡量其性能的一个重要指标。葡聚糖分子结构上含有大量的非离子型亲水性官能团羟基,引入水凝胶中能够大大提高吸水速率,改善水凝胶的性能。 丙烯酸系水凝胶原料易于获得,性能优良,反应活性高,因此在合成原料方面的各类改进研究就更为广泛,主要是丙烯酸与纤维素、各类淀粉、矿物等进行接枝、共聚改性。利用淀粉、纤维素与丙烯酸共聚,原因是淀粉、纤维素,来源广泛且便宜,并且生物降解性较好。较大的比表面积是矿物粉体的共同特征,且有许多羟基存在于其表面,与丙烯酸聚合物结合十分合适,离子交换性、膨胀性、耐高温性和较低的收缩率等特性都具备的矿物可以加以利用,用共聚改性来和丙烯酸进行反应,这样各项性能好、成本低的丙烯酸基复合水凝胶就能制备出来。 本研究所要解决的技术问题是以丙烯酸主要单体,接枝共聚木质素磺酸钠和葡聚糖,通过超声法合成丙烯酸基复合水凝胶,工艺绿色简单,原料易得,成本低廉,同时还实现了合成工艺的绿色化和工业废弃物木质素磺酸钠的高效利用。所制备的水凝胶溶胀吸附性能良好,适合工业化生产。 性能指标 水凝胶具有较好的吸水和吸盐水性能,在纯水和0。9% NaCl盐水溶液中溶胀倍率分别为980 g。g-1和90 g。g-1。 水凝胶具有良好的保水性能,40℃时,7h后凝胶的保水率能达到65%以上。 水凝胶对重金属离子具有很强的吸附性能,可除去废水中的重金属离子。对Cu2 离子吸附量达到221 mg。g-1。 所处阶段 目前已合成出了吸水树脂水凝胶,并做了相关的吸水,保水性能及重金属离子的吸附等相关性能测试。 应用范围 由于水凝胶的高吸水保水性能及强的吸附性能,可适用于医疗卫生、建筑材料、农林园艺、食品工业、美容化妆以及环境保护等相关领域。