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沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料的制备与性能

作　者: 韩彩
导　师: 王吉会
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 调湿材料 沸石 反相悬浮聚合 复合材料
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 144次
引　用: 2次
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内容摘要


空气湿度是一个与人们生产生活都紧密联系的重要影响因素。常见的湿度控制方法为机械式和非机械式两类。其中,利用调湿材料进行湿度控制是最具发展潜力的方法,无须消耗任何人工能源,利于环境保护,是一种生态性的调湿方法。本文指出了调湿材料的研究意义,介绍了各种调湿材料的分类,作用机理,尤其对无机矿物/有机高分子类复合调湿材料进行了总结介绍,结合沸石优良的放湿性能,有机高分子聚丙烯酸树脂的高吸湿性能,以不同方法改性的沸石和丙烯酸,丙烯酰胺为原料,通过反相悬浮聚合的方法制备出有机沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料,钠型沸石/聚丙烯酸系复合调湿材料,研究了实验中的各个变量因素如分散剂、引发剂,以及交联剂用量对于产物的吸放湿速度以及吸放湿容量的影响,以期找到制备复合材料的最佳工艺配比。利用扫描电镜对样品的表面形貌进行表征,沸石表面都覆盖了大量的高分子链段,使得复合材料表面疏松多孔,利于水分子的进出;用X射线衍射仪对沸石原矿及改性沸石进行物相鉴定,表面经过有机改性后的沸石没有发生晶型的改变,沸石的晶体结构并没有破坏;用透射电镜观察沸石内部的孔道结构;用傅里叶红外测试仪分析了各个样品所含的官能团变化,证明有机高分子与矿物得到复合,不是机械的混合而是发生了化学作用。同时研究了样品对E-coli细菌的抗菌性。通过一系列实验制备出的复合材料均具有较好的调湿性能,其中最佳的工艺配比为有机沸石3g,司班1.5g,交联剂0.15g,引发剂0.15g。该条件下制备的复合材料样品160小时的吸湿率超过100%,放湿率达到120%。所得试样均疏松多孔,经过改性的沸石与有机高分子进行了有效的复合。聚合物包裹下的沸石起到了水蒸气通道的作用,利于水分子的进出,提高了调湿容量和调湿速率。银型沸石与双金属沸石在较高浓度时都具有较好的抗菌性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-17
  1.1 前言  7-8
  1.2 调湿材料的分类  8-9
  1.3 调湿材料的调湿原理  9-10
  1.4 复合调湿材料的分类  10-11
    1.4.1 无机盐／有机高分子复合调湿材料  10
    1.4.2 无机矿物／有机高分子复合调湿材料  10-11
    1.4.3 无机矿物基复合调湿材料  11
    1.4.4 生物质类复合调湿材料  11
  1.5 沸石/有机高分子复合调湿材料  11-14
    1.5.1 沸石  11-12
    1.5.2 高吸水性树脂  12
    1.5.3 沸石/PAA复合方式  12-14
  1.6 抗菌材料  14-15
    1.6.1 银离子抗菌  14-15
    1.6.2 双金属抗菌  15
    1.6.3 有机抗菌  15
  1.7 本文研究的内容和意义  15-17
第二章 沸石的改性方法  17-35
  2.1 引言  17-18
  2.2 实验仪器与试剂  18
  2.3 实验方法  18-21
    2.3.1 沸石的活化  18
    2.3.2 沸石的有机改性  18-19
    2.3.3 沸石的钠化改性  19
    2.3.4 银型沸石的制备  19
    2.3.5 双金属沸石的制备  19
    2.3.6 调湿性能测试  19-20
    2.3.7 抗菌性能测试  20-21
  2.4 试样表征  21-34
    2.4.1 热重分析  21-22
    2.4.2 物相分析  22-24
    2.4.3 红外测试  24-27
    2.4.4 比表面积分析  27
    2.4.5 表面形貌分析  27-28
    2.4.6 能谱仪测试  28-30
    2.4.7 湿度测试  30-33
    2.4.8 抗菌性能测试  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章 有机沸石/PAA系复合材料的制备及性能  35-56
  3.1 引言  35-36
  3.2 实验仪器与试剂  36-37
  3.3 实验方法  37-40
  3.4 产物表征  40-54
    3.4.1 表面形貌分析  40-43
    3.4.2 红外测试  43-47
    3.4.3 湿度性能测试  47-54
  3.5 本章小结  54-56
第四章 钠沸石/PAA系复合调湿材料的制备与表征  56-68
  4.1 实验仪器与试剂  56
  4.2 实验方法  56-58
  4.3 产品表征  58-67
    4.3.1 表面形貌分析  58-61
    4.3.2 透射电镜测试  61-62
    4.3.3 红外测试  62-64
    4.3.4 调湿测试  64-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章 全文总结  68-70
参考文献  70-74
发表论文和科研情况说明  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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