论文部分内容阅读
本论文首先采用超声波辅助进行植酸改性玉米秸秆，研究了植酸改性秸秆接枝率的影响因素，采用XRD、FTIR、SEM和光学显微镜对植酸改性秸秆的结构和形貌进行了表征，然后将植酸改性玉米秸秆与衣康酸（IA）、乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺（AM）进行接枝共聚合成了植酸改性秸秆接枝高吸水树脂，探讨了不同聚合反应参数如植酸改性秸秆用量、IA和AM质量比、IA和NVP质量比、衣康酸中和度、植酸改性秸秆接枝率、引发剂及交联剂用量对植酸改性秸秆接枝高吸水性树脂吸水率、吸盐率、保水性能和凝胶强度的影响，采用SEM、FTIR、XRD、光学显微镜、TGA对植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂的结构、形貌和耐热性进行了表征，得到了吸水吸盐和保水性能优良、凝胶强度大、耐热性好的植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂。主要研究结果如下: 1、探讨了反应时间、反应温度、植酸用量等因素对植酸接枝改性玉米秸秆接枝率的影响，得到了较佳植酸改性工艺条件，即植酸含量（以玉米秸秆质量计）为50％，反应时间3h时，超声波处理时间为30min，反应温度60℃，尿素含量为6％，可得到接枝率高达19.06％的植酸接枝玉米秸秆。 2、经聚合工艺条件优化，得到了优化的聚合反应参数:交联剂用量为0.4％，引发剂用量为1.6％，植酸改性秸秆接枝率为11.91％，IA和AM质量比为30∶70，IA和NVP质量比为70∶30，植酸改性玉米秸秆用量为10％，采用优化配比与聚合工艺制备的植酸改性秸秆接枝高吸水树脂达到63％平衡吸水率(430g/g)所需要的时间为15.1min，吸水速率较快。 3、光学显微镜和SEM表明植酸秸秆改性后秸秆分散度提高，间隙变大，植酸改性玉米秸秆片层结构发生断裂，呈现大小不一，形状不规则的小片，片层之间的距离增大，表面积增大。植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂的表面呈不规则的波纹状，并伴有大量小毛细孔、微孔和沟壑。光学显微镜显示植酸改性秸秆接枝高吸水树脂吸水后溶胀，形成较多网络状空隙，吸水溶胀的植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂由于被水分填满而颜色明显变浅。 4、XRD表明植酸改性玉米秸秆的晶体结构遭到一定破坏，无定形区增加，结晶度有所下降，但结晶度降低程度不大。植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂尖锐衍射峰消失，在较宽的范围内形成了较大较宽的弥散峰，初步表明植酸改性秸秆结晶区由多晶结构转变为无定型结构。 5、植酸改性玉米秸秆FTIR谱图出现植酸和玉米秸秆的特征吸收峰，表明植酸与玉米秸秆发生了接枝反应，植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂出现植酸改性玉米秸秆结构单元、NVP单元、IA单元和AM单元的特征吸收峰，初步表明得到了目标产物-植酸改性玉米秸秆接枝高吸水树脂。 6、TGA和DTG数据表明合成的植酸改性秸秆接枝SAP的热失重曲线可分解为3个阶段，耐温性超过240℃，表明植酸改性秸秆接枝高吸水树脂的热稳定性较好。