聚丙烯酰胺/玄武岩纤维复合水凝胶的制备及性能

作者：白鹏飞; 刘闯; 王柳; 魏春平; 刘铁明

来源：合成化学, 2023, 31(11): 872-881.

DOI：10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.22139

• 水凝胶
• 聚丙烯酰胺
• 玄武岩纤维
• 力学性能
• 自修复
• 染料吸附
• 孔雀石绿

近年来，玄武岩纤维因其高强度、耐高温、优良的耐候性以及良好配伍性等优势，近年来被尝试用于改性PAM水凝胶体系以提升其力学性能。然而，现有改性方法易于受到外界长时间作用力的破坏，从而严重影响水凝胶功能的发挥。为解决这一问题，通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)与玄武岩纤维(BF)反应，制备含双键修饰的BF(BF-TMSPMA)。将丙烯酰胺(AM)与BF-TMSPMA混合后进行反应，制备BF改性的聚丙烯酰胺复合水凝胶(PAM/BF-TMSPMA)。BF-TMSPMA改性后，复合水凝胶的力学性能得到明显提高。当BF-TMSPMA浓度为1mg·mL-1时，复合水凝胶拉伸强度为40.1±5.4 kPa,为PAM水凝胶的12.8倍；复合水凝胶断裂伸长率为2700.2%±25.8%,为PAM水凝胶的5.4倍；复合水凝胶杨氏模量为45.8±3.4 kPa,为PAM水凝胶的12.7倍；复合水凝胶韧性为450.4±14.8 kJ·m-3,为PAM水凝胶的30.6倍。复合水凝胶也具有良好的自修复性能，切断的水凝胶自修复后断裂伸长率达2217.2%±31.6%,拉伸强度为18.6±5.6 kPa。复合水凝胶可用于孔雀石绿染料吸附分离，吸附效率可达98.2%,吸附3 h即可达到饱和。

• 单位
  中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司