以羥丙基甲基纖維素（HPMC）和玉米秸稈粉末作為原材料,新戊二醇二縮水甘油醚（NGDE）為交聯(lián)劑,堿催化制備一種新型多孔吸水材料。結(jié)果表明:當(dāng)目數(shù)80～100的玉米秸稈粉末用量為3.5g、HPMC為3.0g、NGDE為13mL、反應(yīng)溫度為55℃時,所制吸水材料的吸液倍率最佳,最大吸自來水倍率22.4g/g,吸蒸餾水倍率為32.8g/g;當(dāng)9次重復(fù)吸水以后,吸水恢復(fù)率仍能達(dá)到45%左右。在掃描電子顯微鏡下可以看到吸水材料多孔,孔徑在20～200μm之間;紅外光譜圖證實纖維素上羥基與NGDE發(fā)生反應(yīng);由X射線衍射分析可得吸水材料在結(jié)晶區(qū)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng);由熱重分析可知吸水材料具有良好的熱穩(wěn)定性。 

【文章來源】：化工新型材料. 2020,48(08)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

玉米秸稈用量對吸水倍率的影響

圖1 玉米秸稈用量對吸水倍率的影響由圖1可見，玉米秸稈用量為3.5g時，達(dá)到了吸水倍率最大值，此時吸蒸餾水倍率為26.3g/g，最大吸0.9%NaCL溶液的倍率為8.5g/g，當(dāng)玉米秸稈用量超過3.5g時，吸水材料內(nèi)玉米秸稈粉末會出現(xiàn)團(tuán)聚使結(jié)構(gòu)變密實，空隙數(shù)量變少，吸水倍率變小。由圖2可見，隨著交聯(lián)劑NGDE用量的增加，吸水倍率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，這是因為NGDE用量增加，吸水材料先增加其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的堆積體積，后來達(dá)到最大值之后交聯(lián)增加，密度增加，結(jié)構(gòu)體積變小，隨之降低了吸水倍率。NGDE用量為13mL時吸水倍率最好，如圖2此時最大吸蒸餾水倍率為27.9g/g。

保水性能是吸水呈凝膠狀態(tài)后保持水分不離析的過程。但水分會在空氣中慢慢蒸發(fā)，這種吸水材料的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會鎖住水分，不讓其迅速蒸發(fā)，對水有一種束縛的能力[14]。吸附時間對HPMC摻雜玉米秸稈粉末吸水材料保水率的影響見圖3。進(jìn)一步考察HPMC摻雜玉米秸稈粉末吸水材料的重復(fù)吸水性能，結(jié)果見圖4。由圖3可見，一開始時吸0.9%NaCL溶液的保水率低于吸蒸餾水，保水率50%所需時間分別為39h和60h，在最初階段吸蒸餾水的保水率要好，隨著時間的延長，140h以后，吸鹽溶液的保水率要高于吸蒸餾水�？傮w來說，該材料的保水性能良好。這是因為，水分進(jìn)入材料內(nèi)部時，與親水基團(tuán)結(jié)合良好，從而限制了水分子的運動，具有一定的保水作用；同時，水分子進(jìn)入網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中會與膠凝材料形成氫鍵，從而被固定在高分子鏈上，需要更大的能量蒸發(fā)[15]，從而干燥速度變慢；還會在凝膠表面形成一層膜，抑制水分進(jìn)一步蒸發(fā)[16]。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3388812