基于膨润土和丙烯酸酯的复合聚合物-粘土水凝胶：合成、表征及溶胀性能研究

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粘土矿物，尤其是蒙脱石，以及富含蒙脱石的膨润土矿物，对各类有机化合物表现出卓越的吸附能力。哈萨克斯坦东部地区的马内拉克矿床拥有储量巨大的“粉红色”膨润土（BC），其蒙脱石含量高达70%，该矿床早在20世纪70-80年代就得到了广泛研究。目前，这种膨润土已成功用作有机-聚合物复合材料的矿物填料，并作为家用吸附剂应用于工业污水和饮用水净化中，用于有色离子的选择性提取。本文介绍了基于本地膨润土制备具有改善吸附特性的聚合物-粘土复合材料的研究成果。复合材料的聚合物基体由丙烯酸酯，即聚丙烯酸（PAA）和聚甲基丙烯酸（PMAA）组成。通过原位自由基聚合，并结合（或不结合）插层法，成功制备了膨润土-聚丙烯酸（BC-PAA）和膨润土-聚甲基丙烯酸（BC-PMAA）水凝胶。研究发现，预先插层有助于形成更均匀、互连性更好的复合水凝胶。初始混合物中粘土组分和交联剂含量的增加，会导致更高的交联速率和复合水凝胶的致密化。水凝胶在温度、pH值和离子强度影响下的溶胀行为表明其具有聚电解质特性，其中氢键起主导作用，并存在部分疏水相互作用（后者的作用在BC-PMAA中更为显著）。基于本地膨润土、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸制备的复合水凝胶扩大了复合材料的应用范围，可作为废水处理吸附剂。

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