温度敏感PNIPA/膨润土复合水凝胶辐射法合成及其性能研究

摘要

本工作以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为聚合单体,采用辐射法合成了PNIPA/膨润土复合水凝胶材料,研究了钠基膨润土与有机改性膨润土种类、膨润土的含量以及分散条件对水凝胶溶胀性能的影响.溶胀性能测试结果表明,加入膨润土的复合水凝胶其溶胀性能优于均聚PNIPA,加入有机膨润土的复合凝胶平衡溶胀率(SR)最好,且表现较好的温度响应性和快速的相转变特性;随着有机膨润土含量的增加,复合水凝胶的SR和温度响应性均逐渐升高,当膨润土含量为10%时,水凝胶的溶胀性能最优.退溶胀实验结果表明,PNIPA/有机膨润土水凝胶失水最快,在0.5h内,其失水率为83%,PNIPA/钠基膨润土水凝胶失水74%,而PNIPA水凝胶失水则只有50%左右.压缩性能测试结果表明,加入膨润土后,水凝胶的压缩强度、最大压缩力等均有了不同程度的增大,随着土含量的增加,凝胶的压缩性能呈上升趋势,当有机改性土含量为15%时,其压缩强度为均聚PNIPA的2.5倍,压缩屈服力由原来的0.38N增加到5.28N,提高了约14倍.