聚丙烯酰胺/玄武岩纤维复合水凝胶的制备及性能
白鹏飞*， 刘闯， 王柳， 魏春平， 刘铁明
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452
Preparation and Properties of Polyacrylamide/Basalt Fiber Composite Hydrogels
BAI Pengfei*, LIU Chuang, WANG Liu, WEI Chunping, LIU Tieming
Engineering Technology Branch, CNOOC Energy Development Co., Ltd., Tianjin 300452, China
摘要 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。
关键词 ：
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
收稿日期: 2022-09-27
基金资助: 中海油科研项目（CNOOC KJ 135 ZDXM 36 TJ 01 TJ-GD 2020-01）。
作者简介 : 白鹏飞（1985-），男，汉族，河北唐山人，学士，工程师，主要从事提高采收率材料研究， Email: baipf@cnooc.com.cn。
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