水溶脹性主要取決于聚合物的交聯(lián)密度，如果交聯(lián)密度過(guò)高，將使水分子難以順利擴(kuò)散到聚合物顆粒內(nèi)，卡波姆不能完全溶脹，不能均勻分散于水中，甚至形成分層；如果交聯(lián)密度過(guò)低，盡管其水溶脹性非常好，但也降低了凝膠強(qiáng)度，致使增稠效果下降。另外，光透過(guò)率與水溶脹度有密切關(guān)系，一般水脹越好，透光率越高。對(duì)交聯(lián)密度的高低，通常是通過(guò)測(cè)定吸水率來(lái)測(cè)量的。總吸水量越大，交聯(lián)密度越低。

交聯(lián)劑用量對(duì)水溶脹性能的影響。

[if！supportLists]1.[endif]交聯(lián)劑用量對(duì)水溶脹性影響的宏觀(guān)表現(xiàn)。

隨著交聯(lián)劑添加量的增加，潤(rùn)濕時(shí)間逐漸增加，透光率減小，吸水率降低，水中卡波姆分散度降低。而隨著交聯(lián)劑用量的增加，聚合物的交聯(lián)密度逐漸增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)更加緊密。特別是當(dāng)交聯(lián)劑加入量達(dá)到2.0%時(shí)，其潤(rùn)濕時(shí)間顯著延長(zhǎng)，透光率急劇下降，吸水率明顯降低，不能完全溶脹，從而發(fā)生沉淀。其原因在于分子鏈間交聯(lián)密度的增加，使聚合物分子鏈在水分子作用下運(yùn)動(dòng)變得不能舒展，從而形成了阻止水分子擴(kuò)散到顆粒內(nèi)的屏障。

(圖2)在水溶液中不同交聯(lián)劑的溶脹率：(a)0.8%(b)1.2%(c)2.0%

[if！supportLists]2.[endif]交聯(lián)劑用量對(duì)水溶脹性能影響的微觀(guān)表現(xiàn)。

為進(jìn)一步證明上述結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)首先將樣品置于水中溶解，然后冷凍干燥，使樣品在水中保持其形貌，并用掃描電鏡觀(guān)察了樣品的顯微組織。

從掃描電鏡圖可以看出，卡波姆聚合物的交聯(lián)密度隨交聯(lián)劑用量的增加而增大。而當(dāng)交聯(lián)劑用量為0.8%時(shí)，近似一維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)就會(huì)形成，但在水分子的作用下易溶脹分散；當(dāng)交聯(lián)劑用量增加到1.2%時(shí)，形成一個(gè)體積較大的凝膠網(wǎng)絡(luò)，水分子要擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部，時(shí)間較長(zhǎng)，但其凝膠網(wǎng)絡(luò)仍處于松散狀態(tài)，因此在水中具有很好的溶脹性；當(dāng)交聯(lián)劑用量增加到2.0%時(shí)，由于交聯(lián)密度的增加，聚合物分子鏈過(guò)近，造成聚合物分子間交聯(lián)，形成一層膜，嚴(yán)重阻礙水分子擴(kuò)散進(jìn)入顆粒內(nèi)部，導(dǎo)致顆粒無(wú)法溶脹，最后形成沉淀。

隨交聯(lián)劑用量的增加，卡波姆水凝膠的交聯(lián)密度逐漸增大，當(dāng)交聯(lián)劑用量達(dá)到2.0%時(shí)，卡波姆水凝膠不能完全溶脹并發(fā)生沉淀。要使卡波姆具有較短的潤(rùn)濕時(shí)間和較高的吸水率，必須控制其交聯(lián)劑的用量，以控制其交聯(lián)密度。
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