吸水膨脹橡膠是一種新型功能高分子材料。由于它具有獨特的遇水膨脹和彈性密封止水的雙重特性,在工程止水領域得到廣泛的應用。近年來,由于不同領域的應用對吸水膨脹橡膠的吸水速率需求不同,因此吸水膨脹橡膠吸水速率的研究備受人們關注。本論文旨在制備出一種吸水速率慢的吸水膨脹橡膠,并對吸水膨脹橡膠吸水性能進行研究。 以天然膠乳為原料,丙烯酰胺為接枝單體,采用化學接枝法在天然膠乳中合成天然橡膠接枝丙烯酰胺(NR-g-PAM)制備吸水膨脹天然橡膠。針對天然橡膠(NR)與親水性單體丙烯酰胺(AM)接枝共聚過程,研究引發(fā)體系、反應條件和原料配比對接枝產(chǎn)物NR-g-PAM接枝率及接枝效率的影響。結(jié)果表明：在過硫酸鉀(KPS)／亞硫酸氫鈉(SHS)、過氧化氫異丙苯(CHP)／四乙烯五胺(TEPA)叔丁基過氧化氫(t-BHP)／四乙烯五胺(TEPA)三種氧化還原引發(fā)體系中,選擇過硫酸鉀(KPS)/亞硫酸氫鈉(SHS)作為制備rJR-g-PAM有效的引發(fā)體系。接枝率和接枝效率隨AM用量的增加而增大,接枝率和接枝效率隨引發(fā)劑KPS/SHS用量的增加呈上升趨勢；提高反應溫度、延長反應時間和提高膠乳濃度,接枝率和接枝效率均先增大后減小。單體用量為75份,引發(fā)劑用量為單體用量的0.75%, T=40℃, t=4ｈ,膠乳濃度=40%,此時制備NR-g-PAM的接枝效果較好,接枝率和接枝效率分別為34.7%和76.4%。 在天然橡膠與丙烯酰胺接枝反應過程中加入膨潤土懸浮液,經(jīng)乳液共凝制備膨潤土復合膩子型吸水膨脹天然橡膠(WSNR-Bt)。研究膨潤土用量對WSNR-Bt吸水率和吸水速率的影響；并對WSNR-Bt重復吸水率、保水性能、耐鹽水情況和微觀結(jié)構(gòu)進行分析。結(jié)果表明：WSNR-Bt吸水率隨膨潤土用量的增加而逐漸降低,同時吸水速率變慢。膨潤土用量20份時,24小時吸水率為14.6g/g,72小時吸水速率常數(shù)為8.995×102g/g/h,吸水速率較慢。在吸鹽水過程中,WSNR-Bt72小時吸水速率較快并且能夠保持穩(wěn)定,耐鹽水情況良好。TG分析表明,膨潤土增強水與WSNR-Bt的結(jié)合力,結(jié)合水含量提高12%,增強WSNR-Bt在自然環(huán)境和熱環(huán)境下的保水能力。SEM分析表明,膨潤土均勻分散在WSNR-Bt網(wǎng)絡骨架內(nèi)部,膨潤土微觀分散性良好。 通過對丙烯酰胺接枝天然膠乳進行硫化制備硫化型吸水膨脹天然橡膠(WSNR-v)。分析硫化后WSNR-v的交聯(lián)密度和溶脹指數(shù),研究WSNR-v交聯(lián)程度對其吸水性能及力學性能的影響,并對WSNR-v吸水后水狀態(tài)進行分析。結(jié)果表明：硫化后WSNR-v的交聯(lián)密度逐漸增大,WSNR-v吸水率隨交聯(lián)密度的增大而降低；硫磺用量為0.25份時吸水效果較好,此時交聯(lián)密度為12.3×10-5moｌ/cm3,溶脹指數(shù)為4.793,吸水率為7.9g/g。由于硫化使WSNR-v網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變得致密,WSNR-v有較高的彈性模量,吸水72小時彈性模量可達5000Pa以上。在WSNR-v內(nèi)部水以三種狀態(tài)存在,分別為束縛態(tài)、游離態(tài)和結(jié)合態(tài)。
【學位單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TQ332

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3 陳U

本文編號：2823075