本文關(guān)鍵詞： Laponite 納米復(fù)合水凝膠 分散 化學(xué)分解 凝膠化　出處：《新疆大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鋰藻土(Laponite),一類人工合成粘土,可作為無機(jī)交聯(lián)劑廣泛應(yīng)用于制備納米復(fù)合(NC)水凝膠以提高水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度。由于Laponite在水中可剝離分散成直徑為25 nm,厚度為1 nm的片層顆粒,其表面帶有大量的負(fù)電荷邊緣帶有少量的正電荷。因此,當(dāng)在Laponite分散液中引入離子型單體或者改變分散液的pH和離子強(qiáng)度時(shí),片層顆粒會(huì)因靜電吸引形成“卡片屋”結(jié)構(gòu),從而形成弱凝膠,導(dǎo)致體系不均勻,嚴(yán)重影響所合成的水凝膠的光學(xué)性能和力學(xué)性能。本課題組在前期工作中發(fā)現(xiàn)離子型單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)在一定程度上可以促進(jìn)Laponite的分散,但是對(duì)于分散體系的穩(wěn)定性及分散機(jī)理尚未清楚。因此,在本論文的工作中探討了不同AMPS含量下Laponite分散液的穩(wěn)定性及分散機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)AMPS含量小于2.0 wt%時(shí),由于范德華力的吸引和靜電排斥減弱導(dǎo)致Laponite顆粒發(fā)生了聚集。當(dāng)AMPS含量大于2.0 wt%時(shí),由于Laponite顆粒在酸性環(huán)境下發(fā)生化學(xué)分解而導(dǎo)致原有的聚集或凝膠化現(xiàn)象逐漸消失。而且分散液老化7天后,不同AMPS濃度下的分散液將呈現(xiàn)出不同的流變學(xué)行為,當(dāng)AMPS的含量大于6 wt%時(shí),分散液從假塑性流體轉(zhuǎn)變?yōu)榕ｎD流體。Laponite在低AMPS濃度下分散穩(wěn)定性主要受電解質(zhì)效應(yīng)和AMPS官能團(tuán)取向的影響,在高AMPS濃度下分散主要受AMPS的酸性影響。由于Laponite在酸性環(huán)境中易發(fā)生化學(xué)分解,因此進(jìn)一步探討了不同酸對(duì)Laponite的分散及化學(xué)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:同一H+濃度下,分散Laponite所選用的酸由強(qiáng)酸變至弱酸時(shí),分散液達(dá)到穩(wěn)定所需的外加H+濃度增加;而用同種酸分散時(shí),Laponite結(jié)構(gòu)破壞的度程隨著H+濃度的增加而增大。放置時(shí)間對(duì)Laponite在酸溶液中的分散穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定也有很大影響。當(dāng)H+濃度小于0.4 mol/L時(shí),分散液在放置前后pH變化較大,主要是由于Laponite結(jié)構(gòu)在H+的作用下片層邊緣釋放出的OH-影響所致,而且受Laponite分解后釋放的Mg2+影響,分散液的狀態(tài)也發(fā)生改變。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),強(qiáng)酸對(duì)Laponite結(jié)構(gòu)破壞程度變化不大,而弱酸對(duì)Laponite結(jié)構(gòu)的破壞程度變化較大,且兩者中Laponite結(jié)構(gòu)破壞程度逐漸接近。在前兩章工作的基礎(chǔ)上,通過在不同酸性的Laponite分散液中同時(shí)引入聚乙烯醇(PVA)及丙烯酰胺(AM),制備了新型的NC水凝膠,并探討了不同分解程度下的Laponite作為交聯(lián)劑時(shí)對(duì)所制備的凝膠結(jié)構(gòu)形貌,凝膠化時(shí)間的影響,以及溫度對(duì)成膠狀況的影響。結(jié)果表明:隨著體系中酸含量的增加,體系中的無定型硅產(chǎn)物及金屬離子增多時(shí),凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加密集,孔洞變小。當(dāng)體系在弱酸條件下成膠,Laponite發(fā)生聚集,凝膠化時(shí)間較長(zhǎng);隨著酸性增強(qiáng),體系中Laponite分解后生成的硅產(chǎn)物及無機(jī)金屬離子促進(jìn)凝膠的形成,凝膠化時(shí)間減少,凝膠速率增大,水凝膠的強(qiáng)度增加。但當(dāng)酸增加到一定程度后,凝膠化時(shí)間延長(zhǎng),凝膠速率開始下降,而且高溫導(dǎo)致水凝膠的強(qiáng)度下降。
[Abstract]:Laponite (Laponite), a kind of synthetic clay can be used as inorganic crosslinking agent widely used in preparation of nano composite (NC) hydrogel in order to improve the mechanical strength of the hydrogel. Because the Laponite in the water can be stripped dispersed into a diameter of 25 nm and the thickness of sheet particles of 1 nm, with a negative charge on the surface of the edge a large number of positively charged amount. Therefore, when the introduction of ionic monomers or change the dispersion liquid in Laponite dispersion of pH and ionic strength, lamellar particles due to electrostatic attraction to form a "house of cards" structure, so as to form weak gel, cause the system is not uniform, optical properties and mechanical properties of serious influence the synthesis of hydrogels. The research group found that ionic monomer 2- acrylamide -2- methyl propane sulfonic acid (AMPS) in previous work in a certain extent can improve the dispersion of Laponite, but the stability of dispersion and dispersion machine Science is not clear. Therefore, in this thesis discusses the stability and dispersion mechanism of different AMPS content under Laponite dispersion. The results show that when the AMPS content is less than 2 wt%, the van Edward force attraction and electrostatic repulsion leads to weakening of Laponite particle aggregation. When the AMPS content is greater than 2 wt%, aggregation the original or gelation phenomenon gradually disappear due to the Laponite particles in the acidic environment of chemical decomposition. And the dispersion of aging after 7 days, the dispersion under different AMPS concentrations will exhibit different rheological behavior, when the content of AMPS is more than 6 wt%, the dispersion from pseudoplastic fluid into the influence of Newton.Laponite fluid at low AMPS concentration dispersion stability is mainly affected by the electrolyte effect and AMPS functional orientation, dispersion of acidic AMPS was mainly affected by the high concentration of AMPS. The Laponite in acidic environment Easy chemical decomposition, thus further explore the effects of different acid on Laponite dispersion and chemical stability. The results showed that the same concentration of H+, the dispersion of Laponite acid from acid to weak acid, dispersion is required to achieve stable with the increase of H+ concentration; and with the same acid dispersion, of Laponite damage increases with the increase of H+ concentration. The time also has a great influence on the stability and chemical stability and dispersion of Laponite in acid solution. When the concentration of H+ is less than 0.4 mol/L, the dispersion in the placement of pH changes before and after large, is mainly caused by the OH- effect of Laponite structure under edge layers released in H+ the role of, and affected by Mg2+ release after the Laponite decomposition, dispersion state changes. With the extension of time, strong extent of damage to small changes in the Laponite structure, and the structure of Laponite acid Change the destructiveness, and both in Laponite damage gradually close. Based on the work of the two chapter, through the Laponite in different acidic dispersion while introducing polyvinyl alcohol solution (PVA) and acrylamide (AM), NC new hydrogels were prepared, and discuss the different degree of decomposition under Laponite as the cross-linking agent on the gel structure and morphology of the prepared, affect the gelation time, and effect of temperature on the gelling conditions. The results showed that with the increase of acid content in the system, amorphous silicon products and metal ions increased much more intensive gel system, three-dimensional network structure, while smaller pores. In the system under the condition of weak acid gel, Laponite aggregation, gelation time longer; with the increased acidity, gel formation of silicon products and inorganic metal ions Laponite decomposition generated after the promotion system, the gelation time decreased, When the gel speed increased, the strength of hydrogel increased, but when the acid increased to a certain extent, the gel time prolonged, the gel rate began to decline, and the high temperature led to the decrease of the strength of hydrogel.

【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O648.17

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 顏進(jìn)華，，陳克復(fù);分散劑對(duì)顏料分散液流變特性的影響[J];中國造紙學(xué)報(bào);1996年01期

2 王德芬;石棉紗的生產(chǎn)[J];非金屬礦;1978年02期

3 顏進(jìn)華，陳克復(fù);瓷土分散液的流動(dòng)特性[J];廣東造紙;1996年01期

4 顏進(jìn)華,陳克復(fù);顏料分散液的流變特性研究[J];廣東造紙;1997年04期

5 孫成強(qiáng);;聚四氟乙烯分散液的應(yīng)用及發(fā)展方向[J];有機(jī)氟工業(yè);2006年02期

6 郭京波;吳昊;王婕燕;杜黎明;付云龍;;離子液體自分散液-液微萃取測(cè)定食品中的檸檬黃與亮藍(lán)[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);2012年12期

7 陳波;靳保輝;肖鋒;吳鳳琪;趙瓊暉;王宏菊;;分散液液微萃取-保留時(shí)間鎖定-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定地表水中34種農(nóng)藥[J];中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志;2013年16期

8 李曉晶;陳安;黃聰;施潔;于鴻;;分散液液微萃取-氣相色譜法快速測(cè)定水中23種有機(jī)磷農(nóng)藥[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);2011年03期

9 張雪蓮;焦必寧;;分散液液微萃取技術(shù)及其在食品和環(huán)境農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J];食品科學(xué);2012年09期

10 吳校彬;傅和青;黃洪;陳煥欽;;聚氨酯-丙烯酸酯-苯乙烯復(fù)合水分散液的粒徑及形態(tài)[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 徐潔;王亞丹;陳冉;張銀堂;徐茂田;;分散液液微萃取-高效液相色譜法測(cè)定非甾體類抗炎藥[A];河南省化學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

2 梅玉雯;何麗君;;離子液體分散液液微萃取-高效液相色譜法測(cè)定水中苯系物[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第09分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 屈曉萍;;分散液-液微萃取技術(shù)在水中有機(jī)污染物測(cè)定中的應(yīng)用進(jìn)展[A];2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第四卷）[C];2013年

4 鄭英麗;翁漢元;張俊良;樊義峰;曹紅寶;;水性聚氨酯分散液的制備與性能研究[A];中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)第十三次年會(huì)論文集[C];2006年

5 景帥鵬;何麗君;;分散液液微萃取-HPLC法測(cè)定水中碘酸根離子[A];中國化學(xué)會(huì)第十二屆全國應(yīng)用化學(xué)年會(huì)論文集[C];2011年

6 張俊良;Douglas J.Hourston;Mo Song;;基于不同聚己內(nèi)酯二醇的水性聚氨酯分散液的合成和性能[A];中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)第十二次年會(huì)論文集[C];2004年

7 宋文生;徐翠翠;張琳;鄭英麗;李平;蔡俊青;;磺酸型水性聚氨酯分散液的制備方法與性能[A];中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)第十五次年會(huì)論文集[C];2010年

8 宋曉暉;周善康;許一婷;戴李宗;;水性聚氨酯分散液穩(wěn)定機(jī)制研究[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉曉哲;原位分散液—液微萃取及其在水樣分析中的應(yīng)用[D];河北大學(xué);2015年

2 張琰;離子液體—分散液液微萃取在殺菌劑殘留檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2015年

3 程曉圓;碳納米管分散液的制備及應(yīng)用研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 王曉軍;分散液液微萃取—電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在痕量金屬元素分析中的應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

5 劉冠瓊;分散液液微萃取—高效液相色譜法檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的幾種小分子化合物[D];湖南師范大學(xué);2016年

6 邱玲娜;分散液液微萃取在樣品預(yù)處理中的應(yīng)用[D];河北大學(xué);2016年

7 李明杰;原位分散液—液微萃取及其在氣相色譜中的應(yīng)用[D];河北大學(xué);2016年

8 杜雪紅;改良分散液—液微萃取的應(yīng)用研究[D];河北大學(xué);2017年

9 祝本瓊;新型分散液液微萃取技術(shù)用于環(huán)境及生物樣品中痕量有害物質(zhì)的分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

10 王夏嬌;分散液液微萃取—液相色譜法同時(shí)測(cè)定水中多種痕量抗生素[D];華北電力大學(xué);2013年

本文編號(hào)：1546110