PAM/CMC/煤复合水凝胶的制备与溶胀性能研究

材料导报, 2014, 28(4): 61-79.

PAM/CMC/煤复合水凝胶的制备与溶胀性能研究

朱琳 ^1, , 李云飞 ^2, , 黄丽娜 ^3, , 宋彩霞 ^4, , 陈强 ^5,

1.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

2.河南医学高等专科学校医学系,郑州451191

3.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

4.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

5.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

基金项目: 河南理工大学青年基金(Q2013-12A,Q2012-11) 河南理工大学博士基金(B2010-6) 河南省教育厅项目(13A430015,12B430007) 河南省煤矿安全生产项目(H12-091) 河南省高等学校矿业工程材料开放实验室开放基金(MEM11-13)

关键词：水凝胶 , 溶胀动力学 , 煤

Preparation and Swelling Properties of PAM/CMC/Coal Composite Hydrogels

ZHU Lin ^1, , LI Yunfei ^2, , HUANG Lina ^3, , SONG Caixia ^4, , CHEN Qiang ^5,

1.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

2.河南医学高等专科学校医学系,郑州451191

3.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

4.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

5.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000

Keywords： hydrogels , swelling kinetics , coal

在室温下以过硫酸铵(APS)为引发剂、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用自由基聚合反应制备了聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素钠/煤(PAM/CMC/Coal)复合水凝胶.通过傅里叶红外光谱(FTIR)对煤和复合凝胶的化学结构进行了表征,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合凝胶的孔结构.通过重量法考察了煤含量对凝胶的溶胀性能,包括平衡溶胀、溶胀速度以及水分子在凝胶中的扩散系数的影响.研究发现,随着煤含量的增加,凝胶的平衡溶胀比下降.通过一级和二级方程对凝胶的溶胀动力学进行了拟合,凝胶的扩散指数n都大于0.5,说明水分子在凝胶里的扩散均符合non-Fickian扩散机理.在煤含量小于2.5％时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度亦升高;在煤含量大于2.5％时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度下降.

参考文献

[1]	Chen Qiang;Zhu Lin;Zhao Chao et al.A robust,one-pot synthesis of highly mechanical and recoverable double network hydrogels using thermo-reversible sol-gel polysaccharide[J].Advanced Materials,2013,25(30):4171.
[2]	Allan S Hoffman .Hydrogels for biomedical applications[J].Advanced Drug Delivery Reviews,2002,64(s):3.
[3]	Zhu Zhaoqi;Sun Hanxue;Qin Xiaojuan et al.Preparation of poly (acrylic acid)-graphite oxide superabsorbent nanocomposites[J].Journal of Materials Chemistry,2012,22:4811.
[4]	Xu Kun;Wang Jihua;Xiang Shen et al.Polyampholytes superabsorbent nanocomposites with excellent gel strength[J].Computer Science & Technology,2007,67(15):3480.
[5]	任庚坡,张超群,姜秀民,于立军.大同煤的表面微观结构分析[J].燃烧科学与技术,2007(03):265-268.
[6]	陈强,朱琳,苏秀颖,安会勇.聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究[J].科技导报,2011(29):38-43.

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