卡波姆的水溶脹性主要取決于聚合物的交聯(lián)密度，如果交聯(lián)密度過高，會導(dǎo)致水分子無法順利地?cái)U(kuò)散進(jìn)入聚合物顆粒的內(nèi)部，卡波姆無法完全溶脹，不能均勻地分散在水中，甚至產(chǎn)生分層；如果交聯(lián)密度過低，雖然其水溶脹性極佳，但卻降低了其凝膠強(qiáng)度，致使增稠效果下降。此外，卡波姆的透光率也與其水溶脹性密切相關(guān)，一般其水溶脹性越好，透光率越高。對于交聯(lián)密度的高低，一般通過測定卡波姆的吸水率來進(jìn)行衡量。一般吸水率越高，交聯(lián)密度越低。 

（圖1）交聯(lián)劑用量對卡波姆水溶脹性的影響

交聯(lián)劑用量對卡波姆水溶脹性影響的宏觀表現(xiàn)

從圖1可以看出，隨著交聯(lián)劑用量的增加，潤濕時(shí)間逐漸增加，透光率逐漸下降，吸水率逐漸下降，卡波姆在水中的分散性下降。這主要是由于隨著交聯(lián)劑用量的增加，使得聚合物的交聯(lián)密度逐漸增大，凝膠網(wǎng)絡(luò)變得緊密。尤其是當(dāng)交聯(lián)劑用量增加到2.0%時(shí)，潤濕時(shí)間明顯增加，透光率大幅下降，吸水率明顯降低，并且無法在水中完全溶脹，產(chǎn)生沉淀。這是由于分子鏈間交聯(lián)密度的增加，使得聚合物分子鏈的運(yùn)動受到的束縛性增加，無法在水分子的作用下舒展開，并且形成一個(gè)壁壘，阻礙水分子擴(kuò)散進(jìn)入顆粒內(nèi)部。

（圖2）不同交聯(lián)劑用量下卡波姆在水中溶脹后的圖：（a）0. 8 % （b）1. 2% （c）2. 0%

交聯(lián)劑用量對卡波姆水溶脹性影響的微觀表現(xiàn)

為了進(jìn)一步佐證上述結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)首先將樣品在水中溶脹，然后將樣品溶液凍干，保持其在水中的形態(tài)，然后通過掃描電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2 所示。

通過 SEM 圖可以清晰直觀地看到，隨著交聯(lián)劑用量的增加，卡波姆聚合物的交聯(lián)密度逐漸增加。當(dāng)交聯(lián)劑用量為0.8%時(shí)，只是形成了近似一維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此其很容易在水分子的作用下溶脹分散；當(dāng)交聯(lián)劑用量增加到1.2%時(shí)，形成了體型的凝膠網(wǎng)絡(luò)，水分子要想擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部，需要更多的時(shí)間，但是其凝膠網(wǎng)絡(luò)仍處于疏松狀，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，使得聚合物分子鏈過于靠近，致使聚合物內(nèi)部交聯(lián)成一體，形成了一層膜，它嚴(yán)重地阻礙了水分子擴(kuò)散進(jìn)入顆粒內(nèi)部，導(dǎo)致顆粒無法溶脹，最后形成沉淀。

隨著交聯(lián)劑用量的增加，卡波姆水凝膠的交聯(lián)密度逐漸增加，當(dāng)交聯(lián)劑用量達(dá)到2. 0%時(shí)，卡波姆水凝膠無法在水中完全溶脹，產(chǎn)生沉淀。因此，要使卡波姆有較短的潤濕時(shí)間、較高的吸水率，必須控制交聯(lián)劑的用量，從而控制卡波姆的交聯(lián)密度。