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海绵成型加工网孔结构特征
时间:2020-08-29 点击次数:33

海绵成型加工通过磁力搅拌法和冷冻干燥技术制备三种海绵成型加工基质材料.利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了表征,并考察了三者对自来水的吸液倍率、保水性及耐酸碱性.结果表明:3种海绵成型加工基质形成互穿交联网络,KHA/CMC的网孔结构较前两者均匀致密;KHA/MC、KHA/HPMC、KHA/CMC在2.5 h后的饱和吸自来水率分别为207.9,230.1,292.1 g/g,40℃下、18 h后的保水率分别为27.9%,35.4%和59.6%,说明KHA/CMC型海绵成型加工基质具有较好的吸水保水性;KHA/CMC在pH=5~8的范围内吸水倍率都大于200 g/g,pH=7的时候达到更高吸水率279.7 g/g,均高于其他两种合成材料,说明KHA/CMC受pH的影响不太显著.



以纳米细菌纤维素(NBC)和聚乙烯醇(PVA)为骨架材料,淀粉和正戊烷为造孔剂,通过交联制备NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工;研究了NBC含量对NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工的结构、密度、硬度、吸水率、保水率及吸水速率的影响.结果表明:随着NBC含量的增加,NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工的孔径分布趋于均匀,孔径逐渐缩小,硬度先降低后增强,NBC的骨架支撑作用增强;当NBC质量分数达到1%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工的吸水速率更大;当NBC质量分数达到2%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工的密度最小;当NBC质量分数达到3%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵成型加工的吸水率由未添加时的340%提高到440%,保水率由未添加时的54%提高到91%.



采用一步法发泡工艺制备聚乙烯醇(PVA)缩甲醛吸水海绵成型加工,借助孔径、密度、吸水率、吸水速率、保水率等表征测试,分析PVA吸水海绵成型加工结构与性能之间的构效关系,优化吸水海绵成型加工的配方和工艺参数.结果表明:采用30 g PVA溶液(PVA颗粒与水质量比为1∶7)和5.0mL甲醛反应作为交联体系,同时加入1.5 mL戊烷、5.0 mL硫酸和6.0g淀粉辅助发泡,在室温下搅拌均匀后,放入40℃烘箱反应1h,所得吸水海绵成型加工吸水性能更佳.SEM测试结果表明,此时泡孔相互连通,大小适中;密度、保水率等测试表明,海绵成型加工具有优良的表观特征、亲水性、锁水性.



海绵成型加工进入21世纪以来,为了解决城市内涝问题,以提高城市滞、蓄、渗、净、用、排水能力为核心理念的海绵成型加工城市应运而生.而有"新型海绵成型加工"之称的高吸水性树脂是一种具有极强吸水性的功能型高分子材料,能够很好地与海绵成型加工城市的核心建设理念相契合,有望成为海绵成型加工城市建设中的热点材料.分析了高吸水性树脂的吸水机理与性能,论述了高吸水性树脂在海绵成型加工城市建设相关领域中的运用前景及面临的挑战,得出高吸水性树脂可促进城市周边生态的修复、协助海绵成型加工城市低影响开发建设的结论,为今后高吸水性树脂在海绵成型加工城市建设中的研究与发展提供参考.



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