Hình thái học bề mặt của 2 mẫu polyme siêu hấp thụ nước có hàm lượng chất tạo lưới khác nhau được quan sát bằng cách chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả được trình bày trên hình 12.
Quan sát hình 12 thấy rằng bề mặt các hạt polyme không đồng đều, gợn và có các vi mao quản. Mặc dù bề mặt gợn và có các vi bao quản này là phù hợp cho quá trình thâm nhập của nước vào mạng lưới polyme, các hạt polyme được tổng hợp có hàm lượng chất tạo lưới cao hơn (0,16%) có kích thước mao quản nhỏ hơn và cấu trúc ít xốp hơn so với các hạt polyme có hàm lượng chất tạo lưới thấp hơn. Sự khác biệt về hình dạng này sẽ ảnh hưởng đến độ hấp thụ nước, phù hợp với các kết quả ở trên hình 1. Độ hấp thụ nước của polyme chứa 0,16% chất tạo lưới thấp hơn so với mẫu polyme chứa 0,08% chất tạo lưới do hàm lượng tạo lưới thấp sẽ cho cấu trúc xốp hơn với kích thước mao quản nhỏ hơn, làm tăng diện tích bề mặt và do đó làm tăng độ hấp thụ nước
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu, bản khoá luận tốt nghiệp đã thu được một số kết quả cụ thể như sau:
- Đã tổng hợp thành công polyme compozit siêu hấp thụ nước trên cơ sở trùng hợp axit acrylic. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện phản ứng tới độ hấp thụ nước của sản phẩm. Polyme có độ hấp thụ nước cực đại thu được là 1400g/g với các điều kiện:hạt nano clay MMT là 10%, nhiệt độ 700C, hàm lượng chất tạo lưới 0,28%, hàm lượng chất khơi mào 1%, mức độ trung hoà axit acrylic 60%
- Đặc trưng lý hoá của polyme compozit siêu hấp thụ nước được nghiên cứu bằng các phương pháp phân tích hiện đại như phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), nhiễu xạ tia X, chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Đức Nghĩa, Vật liệu polyme cấu trúc nano và nano compozit, Hội thảo Khoa học và Công nghệ nano,2003.
Tiếng Anh
[2] Abd El- Rehim H. A. (2005), “Swelling of radiation crosslinked
acrylamide-based microgels and their potential applications”, Radiation Physics and Chemistry, Vol 74, p. 111-117.
[3] An Li, Aiqin Wang, Jianmin Chen. (2004), “Studies on Poly (acrylic acid)/Attapulgite Superabsorbent Composites. II. Swelling Behaviors of Superabsorbent Composites in Saline Solutions and Hydrophilic Solvent Water Mixtures” Journal of Applied Polyme Science, Vol. 94, 1869-1876 [4] An Li, Aiqin Wang, Jianmin Chen, (2003), “Studies on Poly(acylic acid)/Attapulgite Superabsorbent Composite. I. Synthesis and Characterization” Journal of Applied Polymer Science, Vol. 92, 1596-1603. [5] Chen Z., Liu M., Ma S.(2005), “Synthesis and modification of salt-
resistant superabsorbent polymers”, Reactive & Functional Polymer, Vol 62
(2005), p. 85-92.
[6] Dayal U., Mehta S. K., Choudhary M. S. and Jain R. C. (1999),
“Synthesis of acrylic superabsorbents”, J. M. S.- Rev. Macromol. Chem. Phys., C39(3) (1999), p. 507-525.
[7] Dayal U., Mehta S. K., Choudhary M. S. and Jain R. C. (1999), “Synthesis of acrylic superabsorbents”, J. M. S.- Rev. Macromol. Chem. Phys., C39(3) (1999), p. 507-525.
[8] El- Hamshary H. (2007), “Synthesis and water sorption studies of pH
sensitive poly(acrylamide-co-itaconic acid) hydrogels”, European Polymer Journal, Vol 43 (2007), p. 4830-4838.
[9] Isik B., Kis M. (2004), “Preparation and determination of swelling
behavior of poly(acrylamide-co-acrylic acid) hydrogels in water”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 94 (2004), p. 1526-1531.
[10] Jihuai Wu, Jinfeng Zhong, Jianming lin, YueLin Wei, Yimin Xie.(2006).”Swelling Behavior of Poly(sodium acrylate)/cao lanh Superabsorbent Composite”.POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE- 2006
[11] Jihuai Wu, Jianming Lin, Guoqing Li and Congrong Wei. (2001). ”Influence of the COOH and COONa groups and crosslink of poly(acrylic acid)/montmorillonite superabsorbent composite on water absorbency”. Polymer International. Polym Int 50: 1050-1053.DOI: 10. 1002/pi.728
[12] Junping Zhang, Ruifeng Liu, An Li and Aiqin
Wang.(2006).”Preparation, swelling behaviors and application of
polyacryamide/attapulgite superabsorbent
composite”.Polyme.Adv.Technol.2006;17:12-19
[13] Junping Zhang, Hao Chen, Aiqin Wang.(2005).”Study on superabsorbent compozsite. III. Swelling behaviors of polyacrylamine/attapulgite composite based on acidified attapulgite and organo-attapulgite”.European polymer Journal 41(2005)2434-2442
[14] Kabiri K., Omidian H., Hashemi S. A., Zohuriaan- Mehr M. J. (2003), “Synthesis of fast-swelling superabsorbent hydrogels: effect of crosslinker
type and concentration on porosity and absorption rate”, European Polymer Journal, Vol 39 (2003), p. 1341-1348.
[15] Kabiri K., Zohuriaan- Mehr M. J., “Superabsorbent hydrogels from
concentrated solution terpolymerization”, Iranian Polymer Journal, Vol 13
(2004), p. 423-430.
[16] Ketan Krishxakant Manias, Polymeric nanocomposites, Polyme Plastic Technology and Engineering, 43 (2), 2004,p.427-443
[17] Liu Z. S., Rempel G. L. (1997), “Preparation of superabsorbent
polymers by crosslinking acrylic acid and acrylamide copolymers”, J. Appl. Polym. Sci., Vol 64 (1997), p. 1345-1353.
[18] Lu G. D., Yan Q. Z., Ge C. C. (2007), “Preparation of porous
polyacrylamide hydrogels by frontal polymerization”, Polym. Int., Vol 56
(2007), p. 1016- 1020.
[19] Mi Y., Wang J., Zhang Y., Chen E., Cheng S. Z. D. (2001), “Preparation of single- molecule particles of water- soluble polymers”,
Polymer, Vol 42 (2001), p. 4533-4535.
[20] Raju K. M., Raju M. P. (2001), “Synthesis of novel superabsorbing
copolymers for agricultural and horticultural applications”, Polym. Int., Vol
50 (2001), p. 946- 951.
[21] Raju K. M., Raju M. P., Mohan Y. M. (2003), “Synthesis of
superabsorbent copolymers as water manageable materials”, Polym. Int., Vol
52 (2003), p. 768-772.
[22] Rosa F., Bordado J., Casquilho M. (2008), “Ground particle size
influence on the swelling of a copolymer of AA/AMPS in water”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 107 (2008), p. 3413-3418.
[23] Scott R. A. and Peppas N. A. (1997), “Kinetic study of acrylic acid
[24] S.Shinha Ray, M.Okamoto. (2003), “Polyme/ layered silicate nanocomposites: areview from preparation to prosessing”, Progress in Polyme Science, Vol 28, No 11, (2003), 1539-1641.
[25] Thomas C.Farrow, Chris A. Rasmussen, William R.Menking, David hugh Durha, Paul W.Carroll, (2000) “Organoclay, composite and method of preparation”, United States Patent, March 14, (2000),6.
[26] Turan E., Caykara T. (2000-2007), “Swelling and network parameters
of pH-sensitive poly(acrylamide-co-acrylic acid) hydrogels”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 106 (2007), p. 2000-2007
[27] Wan T., Yao J., Ma X. (2008), “Preparation of poly(AA-AM) water
superabsorbent by inverse microemulsion polymerization”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 110 (2008), p. 3859-3864.
[28] Wang D., Song Z. Q., Shang S. B. (2008), “Characterization and
biodegradability of amphoteric superabsorbent polymers”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 107 (2008), p. 4116-4120.
[29] Weiqing R., Xiaogong W., Yanqing L., Yuli H., Aijie N. (2006), “Superabsorbent hydrogel of acrylic acid/potassium acrylat copolymers by
ultraviolet photopolymerization synthesis and properties”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 101 (2006), p. 1181-1187.
Chemistry, Vol 74 (2005), p. 111-117.
[30] Wen- Fu Lee, Yung- Chu Chen.(2005).”Effect of intercalated reactive mica on water absorbency for poly(sodium acrylate) composite superabsorbents”. European Polymer Journal 41(2005) 1605-1612.
[31] Wen- Fu Lee, Yung- Chu Chen. (2004). “Superabsorbent polymeric materiajs. XIV. Prepation and water absorbency of nanocomposite superabsorbents containing intercalated hydrotalcite”.Journal of Applied
[32] Wen- Fu Lee, Lin- Gi Yang. (2004). “Superabsorbent Polymeric Materials. XII. Effect of Montmorilloniteon Water Absorbency for Poly(Sodium Acrylate) and montmorillonite Nanocomposite”.
Department of Chemical Lngineering, Tatung University, tapei, Tawan, Pepublic of China.
[33] Woodhouse J. and Johnson M. S. (1991), “Effect of superabsorbent
polymers on survival and growth of crop seedlings”, Agricultural Water Management, Vol 20 (1991), p. 63-70.
[34] Xavier Kornmann, Synthesis and characterization of Thermoset- clay nanocomposites, Lulea Tekniska Universitet.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN... 2
1.1. Giới thiệu vật liệu nanoclay và các phương pháp chế tạo vật liệu compozit ... 2
1.1.1. Hạt độn kích thước nano ... 2
1.1.1.1. Các loại hạt độn kích thước nano và đặc tính của nó ... 2
1.1.1.2. Các phương pháp chế tạo hạt có kích thước nano ... 3
1.1.2. Nanoclay ... 5
1.1.2.1. Khoáng sét tự nhiên và bentonit ... 5
1.1.2.2. Bentonit ... 8
1.1.2.3. Tính chất của clay ... 10
1.1.2.4. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc ... 15
1.1.3. Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme/clay nanocompozit [34, 25] ... 16
1.1.3.1. Phương pháp chèn lớp... 17
1.1.3.2. Phương pháp trùng hợp tại chỗ (in-situ polymerization) ... 19
1.1.3.3. Phương pháp sol-gel ... 19
1.2. Giới thiệu về vật liệu polyme siêu hấp thụ nước và polyme compozit siêu hấp thụ nước20 1.2.1. Giới thiệu về polyme siêu hấp thụ nước ... 20
1.2.2. Giới thiệu về polyme compozit siêu hấp thụ nước ... 31
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ... 36
2.1.Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị ... 36
2.1.1. Nguyên liệu, hóa chất ... 36
2.1.2. Thiết bị ... 36
2.2. Thực nghiệm ... 36
2.2.1. Phương pháp tiến hành ... 36
2.2.2. Xác định một số tính chất và đặc trưng lý hóa của polyme compozit siêu hấp thụ nước ... 37
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện phản ứng tới độ hấp thụ nước của polyme compozit siêu hấp thụ nước ... 38
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ monme ... 39
3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới ... 39
3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng MMT ... 40
3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ... 41
3.1.4. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào ... 42
3.1.4. Ảnh hưởng của mức độ trung hòa ... 43
3.2. Một số tính chất và đặc trưng lý hóa ... 44
3.2.1. Phổ hồng ngoại ... 44
3.2.2. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)... 45
3.2.3. Hình thái học bề mặt (SEM) ... 46
KẾT LUẬN ... 48