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第 3 期 祁晓华，等: γ-聚谷氨酸/凹凸棒石复合高吸水树脂的制备及性能 ·419·

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2.6 NaCl 质量分数对 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂 象，这可能与 Zn 的质量分数较高导致配位反应速
溶胀行为的影响 度加快有关。此外，γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在
图 7 为 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在不同浓度 NaCl 水溶液中溶胀时并未出现过溶胀现象。可能是
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NaCl 水溶液中的溶胀动力学曲线。如图所示，在 由于，相比于复合树脂与 Zn 形成的螯合物的稳定
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NaCl 溶液中，初期的溶胀速率较快，之后减慢，最 性，复合树脂与 Na 形成的螯合物的稳定性较差 [19] 。
终达到溶胀平衡，这与不同 pH 溶液中的溶胀曲线 因此，复合树脂在 NaCl 水溶液中溶胀时，螯合作用
具有相同的变化规律。从图中还可以看出，平衡溶 对树脂网络结构的影响比较小，未出现明显的过溶
胀度随着 NaCl 质量分数的增大而减小。这是由于， 胀现象。
随着 NaCl 质量分数的增大，复合高吸水树脂网络内
外的渗透压减小，从而导致溶胀度降低 [27] 。

图 8 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在不同质量分数 ZnCl 2
水溶液中的溶胀行为
Fig. 8 Swelling behavior of γ-PGA/ATP superabsorbent
图 7 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在不同质量分数 NaCl
composite in ZnCl 2 aqueous solution
水溶液中的溶胀行为
Fig. 7 Swelling behavior of γ-PGA/ATP superabsorbent 2.8 Na 2 SO 3 质量分数对 γ-PGA/ATP 复合高吸水树
composite in NaCl aqueous solution
脂溶胀行为的影响
2.7 ZnCl 2 质量分数对 γ-PGA/ATP 复合高吸水树 考察了 Na 2 SO 3 质量分数对 γ-PGA/ATP 复合高
脂溶胀行为的影响 吸水树脂溶胀行为的影响，结果如图 9 所示。
为了考察 ZnCl 2 的质量分数对 γ-PGA/ATP 复合
高吸水树脂溶胀行为的影响，测定了不同时间高吸
水树脂在不同质量分数 ZnCl 2 水溶液中的溶胀度，
结果如图 8 所示。从图中可以看到，在 ZnCl 2 质量
分数较小时（0.05%~0.50%），样品的溶胀度随着时
间的变化先增加后减小，接着逐渐达到稳定，出现
了过溶胀现象 [28] ，与其在 NaCl 水溶液中的溶胀曲
线显著不同。Díez-Peña [28] 等曾对此现象做过报道，
认为过溶胀现象的出现与交联度、温度、pH、网络
上固定电荷密度及相邻链之间的互相作用力等因素

有关。本文中出现的过溶胀现象，可能与溶胀过程 图 9 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在不同质量分数 Na 2 SO 3
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中高分子链上的—COO 与 Zn 的螯合作用有关。在 水溶液中的溶胀行为
溶胀过程中，由于外部溶胀介质中的离子进入复合 Fig. 9 Swelling behavior of γ-PGA/ATP superabsorbent
composite in Na 2 SO 3 aqueous solution
树脂网络，导致两个竞争过程的出现：由高分子链
上负电荷之间的静电作用以及渗透压导致的网络扩 从图 9 可以看出，在 Na 2 SO 3 溶液中，初期的溶
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张和—COO 与 Zn 的螯合作用导致的网络收缩。在 胀速率较快，之后逐渐变慢，最终达到溶胀平衡，
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溶胀前期，进入网络内部的 Zn 数量较少，以网络 与其在 NaCl 水溶液中的溶胀曲线具有相同的变化
扩张占据主导；而当其溶胀到一定程度后，螯合作 规律。说明阴离子种类对 γ-PGA/ATP 复合高吸水树
用导致的收缩就成为主导因素，出现了过溶胀现象。 脂的溶胀行为影响并不大。从图中还可以看出，平
另外，从图中可以发现，当 ZnCl 2 质量分数较大 衡溶胀度随着 Na 2 SO 3 质量分数的增大而减小。这是
（1.00%~2.00%）时，并未观察到明显的过溶胀现 由于外部环境中 Na 2 SO 3 质量分数的增大，使得吸水