[發明專利]一種聚合物改性膨潤土的制備方法

有效

• 申請號: 202011611074.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112744823B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 劉佳;黃翔峰;王志;彭開銘
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40;C08F292/00;C08F220/06
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發明涉及一種聚合物改性膨潤土的制備方法，包括以下步驟：1)將膨潤土與水混合并充分分散，得到膨潤土泥漿；2)向膨潤土泥漿中加入丙烯酸并進行攪拌；3)加入碳酸鈉至反應無氣泡后，再加入羧甲基纖維素鈉并進行攪拌；4)加入交聯劑及引發劑并進行攪拌；5)升溫并進行恒溫聚合反應，經后處理即得到聚合物改性膨潤土。與現有技術相比，本發明制得的聚合物改性膨潤土在高濃度鹽溶液下仍能具有較高的膨脹指數和極低的滲透系數，極大地提高豎向隔離墻材料的防滲性能，可廣泛應用于工業固體廢棄物遺留堆填場地的風險管控工程。

技術領域

本發明屬于環境巖土工程技術領域，涉及一種聚合物改性膨潤土的制備方法。

背景技術

隨著我國經濟不斷的發展以及產業布局的調整，大批工業企業逐步關停或搬離城區，其中化工廠、電鍍廠等高污染企業在多年生產運營期間產生的污染物仍然遺留在原廠地，這類遺留堆填場具有場地條件復雜、污染物來源組成復雜、滲出液含鹽量高等特點，引起周邊土壤和地下水遭受污染、植被和景觀破壞、生物多樣性喪失等多種問題，對人民群眾健康造成嚴重威脅。

豎向隔離墻作為一種施工簡便、造價低廉且防滲效果出眾的污染場地控制隔離技術，可以實現對污染物的垂直阻隔，控制污染物的水平遷移與擴散，消除污染場地對周邊環境的不利影響，是污染場地防控、修復及治理的有效方法。膨潤土因其高膨脹性、極低滲透性被廣泛應用于豎向隔離墻設施中。然而，當膨潤土在多價、高濃度鹽溶液環境下，其化學相容性急劇降低，雙電層厚度減小，滲透系數大幅增加，對豎向隔離墻的防滲性能造成嚴峻的考驗。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚合物改性膨潤土的制備方法，該制備方法合成出的改性膨潤土材料能夠改善膨潤土的化學相容性，提高其在高濃度鹽溶液下的膨脹性并降低其滲透系數，且制備過程簡單，制備周期短。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種聚合物改性膨潤土的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將膨潤土與水混合并充分分散，得到膨潤土泥漿；

2)向膨潤土泥漿中加入丙烯酸并進行攪拌；

3)加入碳酸鈉至反應無氣泡后，再加入羧甲基纖維素鈉并進行攪拌，形成膨潤土和聚合物的混合漿液，且膨潤土和聚合物的混合漿液要充分攪拌，使聚合物均勻分布在漿液中；

4)加入交聯劑及引發劑并進行攪拌；

5)升溫并進行恒溫聚合反應，經后處理即得到所述的聚合物改性膨潤土。

進一步地，步驟1)中，采用攪拌的方式進行分散，攪拌轉速為200-500r/min，攪拌時間為20-40min。

進一步地，步驟1)中，所述的膨潤土在與水混合之前，先過200目篩，去除雜質。

進一步地，步驟5)中，恒溫聚合反應過程中，溫度為65-80℃(高于引發劑的引發溫度)，時間為2-3h(使聚合反應完全)。恒溫聚合反應在恒溫水浴鍋中進行。

進一步地，步驟5)中，所述的后處理為：取出泥漿，之后進行洗滌、烘干、研磨、過篩。

進一步地，烘干過程中，溫度為100-110℃，時間為24-36h，使水分充分蒸干。烘干過程在烘箱中進行。

進一步地，研磨后過200目篩。

進一步地，所述的膨潤土與水的質量比為1:(6-8)，所述的膨潤土的質量為丙烯酸與羧甲基纖維素鈉總質量的200％-400％，所述的碳酸鈉的質量為丙烯酸質量的55％-65％，所述的丙烯酸與羧甲基纖維素鈉的質量比為3-7。

進一步地，所述的交聯劑為N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺，并且所述的交聯劑的質量為丙烯酸與羧甲基纖維素鈉總質量的0.5％-2.5％。