高吸水性树脂的研究及其在药物制剂中的应用
高吸水性树脂在医疗领域的应用研究进展
高吸水性树脂在医疗领域的应用研究进展随着医疗技术的不断发展，高吸水性树脂作为一种新型材料，在医疗领域的应用也越来越广泛。
高吸水性树脂具有出色的吸水性能和渗透性，可以吸收大量的液体，并保持稳定的状态，因此在医疗领域中有着广阔的前景。
首先，在医疗敷料方面，高吸水性树脂可以被用于制作创面敷料。
由于其良好的吸水性能，可以吸收伤口渗出的血液和分泌物，形成凝胶状层，有效保持伤口清洁，预防细菌感染。
此外，高吸水性树脂还可以通过调节吸水速度和容量来控制伤口渗流速度，从而促进伤口的愈合。
其次，在口腔医疗领域，高吸水性树脂也有着广泛的应用。
它可以被用于制作牙体修复材料，例如树脂复合材料。
高吸水性树脂的吸水性能使得修复后的牙体表面能够更好地与原始牙体接触，提升修复材料的附着力和稳定性。
此外，高吸水性树脂还可以用于制作口腔印模材料，准确复制患者口腔的形态，在制作义齿等口腔修复器械时起到重要作用。
在医用绷带和敷料方面，高吸水性树脂也被广泛应用。
与传统绷带相比，高吸水性树脂制成的绷带可以吸收伤口分泌物和细菌，保持伤口干燥，并避免绷带粘连于伤口，从而减少换绷带的频率。
此外，高吸水性树脂材料的柔软性和透气性能使得患者能够更加舒适地使用绷带，并减轻疼痛感。
除了以上应用，高吸水性树脂还有其他一些在医疗领域的研究进展。
例如，在药物缓释系统中，高吸水性树脂可以起到载药和控释药物的作用。
通过将药物包裹在高吸水性树脂内部，可以延缓药物的释放速度，并实现定期给药，提高药物疗效。
此外，高吸水性树脂还可以用于制作人工皮肤和组织工程方面的材料，为创口修复和组织再生提供支持。
然而，尽管高吸水性树脂在医疗领域的应用前景十分广阔，但也面临着一些挑战和限制。
首先，与传统材料相比，高吸水性树脂的成本较高。
这使得其在大规模应用方面存在一定的难度。
其次，高吸水性树脂的稳定性和持久性需要进一步提高，以保证在长期使用过程中表现出一致的性能。
此外，高吸水性树脂的毒性和生物相容性也需要更加深入的研究，以确保其安全可靠的应用于医疗领域。
关于高吸水性树脂的研究与应用
关于高吸水性树脂的研究与应用摘要：高吸水性树脂广泛地应用于各个行业领域，在经济建设中起着举足轻重的作用。
本文主要介绍了高吸水性树脂的研究方向和研究领域，以及高吸水性树脂在各个行业的应用与作用，并展望了高吸水性树脂的未来发展方向。
关键词：高吸水高分子树脂研究高吸水性树脂（SAP）是一种新型功能高分子材料。
它是具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂，一般可以吸收相当于树脂体积100倍以上的水分，最高的吸水率可达1000%以上。
SAP的优良特性决定了它具有广阔的应用前景，一般在医用材料、工业、建筑行业、轻工业、食品以及日用品等方面应用比较广泛。
一、高吸水性树脂的研究方向高吸水性树脂的研究主要是从吸水率、吸水速度、凝胶强度三个方面进行研究。
通过改进树脂粒子的形状，增大比表面积，可以提高其吸水率。
离子型的高吸水性树脂，如聚丙烯酸盐，由于同离子屏蔽效应造成其耐盐性差，通过于非离子型单体共聚，可以提高其耐盐性。
复合吸水材料是改进吸水性树脂凝胶强度的新方法。
为了提高吸水性树脂的吸水性能，广大科研工作者已经做了大量工作，不断优化和改进已有的合成体系，同时还在努力探索新的聚合方法和聚合体系。
高性能化、复合化和低成本的农用高吸水性树脂是未来研究的发展方向。
我国的研究起步较晚，尚未形成规模生产能力，因此未来在研究和应用高吸水性树脂主要加强以下几个方面的工作：1.加强其制备方法的研究：它的综合性能的改善取决于多种因素，但制备方法的研究非常重要。
反应原料不同的聚合工艺或采用相同的反应原料而不同的合成手段，其产物的性能有较大差别。
2.加强有机-无机复合研究：复合化是改进树脂吸水性能和强度的新方法。
树脂可易于无机物、有机物复合，制备出性能优良，成本低廉的吸水材料，其兼有多种性能。
3.加强多功能的研究：目前在农业应用中，单一用高吸水性树脂很难发挥作用，需要与各种肥料抗旱剂和微量元素配合使用，以提高土壤的保水抗旱能力和肥力。
高吸水性树脂的合成与应用探讨
101 高吸水性树脂的特点及性能高吸水性树脂的三维结构和亲水性基团使其具有很好的亲水特性，表现出很好的保水性和吸水性。
当高吸水性树脂吸收水分时，会膨胀成为一种水凝胶，即便是在压力作用下，水也很难从凝胶中分离出来[1]。
与传统的吸水材料相比较，高吸水性树脂的吸水速度更快，吸水量更多，能够达到其自身数量的百倍乃至千倍。
因此，高吸水性树脂被广泛应用于生理卫生用品、农林园艺以及医药等领域。
2 高吸水性树脂的种类2.1 淀粉类高吸水性树脂淀粉是一种广泛存在于植物中的天然高分子聚合物。
利用淀粉制备高吸水性树脂不仅能够降低生产成本，而且制备的高吸水性树脂具有较好的生物降解性。
淀粉类高吸水性树脂的主要合成方法是接枝共聚，淀粉在引发剂的作用下与乙烯类有机单体进行接枝共聚。
该反应主要利用偶氮类、过氧化物以及氧化还原类引发剂进行反应，在特殊的情况下也可采用辐射引发[2]。
吴瑞红[3]在采用过硫酸钾引发红薯淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚，实验结果表明，该高吸水性树脂具有较好的吸水性和耐盐性。
2.2 纤维素类高吸水性树脂纤维素的来源比较广泛，在市场上很容易获得，同时价格也比较便宜，在化学反应过程中自身的属性很容易发生改变。
因此，利用纤维素作为高吸水性树脂的原料也是一个重要的发展方向。
秦传高[4]在中以过硫酸钾为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，麦秸秆纤维素和丙烯酸作为原料合成了高吸水性树脂，实验结果表明，该吸水性树脂对去离子水、自来水以及0.9%生理盐水的吸收率分别达到了322.7g/g、167.2g/g和30.6g/g。
2.3 合成树脂类高吸水性树脂合成树脂的发展起步比较晚，最开始是在日本及西方发达国家应用起来的。
目前，合成树脂类高吸水性树脂成为了主要的研究方向，其主要分为丙烯酸（盐）类、丙烯腈类以及聚乙烯醇类。
2.4 高吸水性树脂制备方法在使用高吸水性树脂时，由于对高吸水树脂的形貌、适用范围以及对其吸水能力的需求不尽相同，因此，在制作高吸水树脂时，要挑选针对性的合成工艺，其特性详见表1。
高吸水性树脂的制备、性能测试及其应用研究.
高吸水性树脂用做水晶泥的研究刘力、罗威摘要：以环己烷为连续相，Span-60为悬浮稳定剂，过硫酸铵为引发剂，N，N’-亚甲基双丙烯胺为交联剂，对反相悬浮聚合制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行研究。
结果表明，影响合成树脂吸水率的主要因素是交联剂质量分数，当交联剂质量分数为0.015%时，合成树脂的吸水率出现极大值，而且当反应温度控制在75℃，引发剂质量分数为18%时所得树脂的吸水率可达500g/g。
对合成树脂吸水、保水性能的进一步测试发现，树脂的初始阶段吸水速率较快，随着吸水时间的延长逐步下降，当树脂吸水饱和后水分损失很慢，在120℃下100min仅损失17.2%。
关键词：高吸水性树脂，聚丙烯酸钠，Span-60，吐温-40，交联剂，分散剂，引发剂。
一、背景介绍高吸水性树脂( super absorbent polymer, SAP),自上世纪70年代开发成功以来,已经得到了深入的研究和广泛的应用。
在美国等发达国家，高吸水性树脂的历史已有近40年，而在我国，它仅有10余年的发展史，对国内市场来说是一种新产品，虽然国内有许多单位已研究开发出产品并建立了生产装置，但是国产超强吸水剂产品尚未形成规模生产，其原因是由于生产技术落后而导致产品生产成本较高，产品性能没有及时改进而且产品的应用研究较少。
高吸水性树脂是一种轻度交联结构的高分子, 其分子链上具有很多亲水基团，如羟基、羧基、酰胺基、磺酸基等, 故吸水能力很强, 能吸收自身重量的几百倍甚至几千倍的水, 并且加压不淌出。
由于高吸水性树脂与常见的吸水性材料如纸, 布等相比, 具有很多优点, 是一种新型的功能性高分子材料, 因而它被广泛应用于工业、农林业、医疗卫生和日常生活中。
高吸水性聚丙烯酸钠含有- COONa 基团, 其亲水性要比含-OH、- COOH、- CONH2等亲水基团的高分子要强, 其吸水性能优良, 且是高安全性化合物，并具有一定的生物降解性。
因此，高吸水性树脂的研究与应用就显得十分重要。
高吸水性树脂的发展及应用
高吸水性树脂的发展及应用一．国际生产情况及国内空白原因超强吸水树脂的出现是1961年美国北方研究所用硝酸饰铵为引发剂，首次制得淀粉接枝丙烯晴共聚物的水解产物，从而开辟了高吸水性树脂的新领域。
70年代后期日本三洋化成公司首先将高吸水性树脂应用于餐巾纸方面，接着美国的DOW公司、Ucc公司、日本的花王石碱等公司相继开发了各种类型的高吸水性树脂并进行了大量的生产。
目前国际上生产高吸水性树脂的公司有几百家，生产能力最高的是亨克公司、三洋化成公司等。
我国生产高吸水性树脂的厂家为数不多，大多是生产吸水倍数低的农用吸水树脂，生产用于医药卫生方面的高吸水树脂的更是寥寥无几。
其主要原因是：市场原因：国内卫生巾的使用比国外晚，其所用吸水剂的生产还没有开始。
而且大部分生产卫生巾的生产厂是合资或独资，它们所用吸水剂是国外进口。
既使有想生产的厂家，也会因无市场而困难重重。
技术原因：国内技术开发未能与市场结合（因为无市场），产品质量与市场需求相差很大。
在技术方面，国外公司对中国进行技术封锁，它们不对国内公司转让技术，使得现有生产厂不得不进口卫生巾用的吸水剂。
二．工艺的先进性及专利性本工艺的最大特点是：设备简单，适合于大规摸生产。
而且产品质量好。
三．产品的主要特点及销售方向高吸水性树脂是一种胶联密度很低的，不溶于水的，高水膨胀性的高分子化合物，除具可以吸水、保水外，还具有吸尿、吸血、吸放药物及吸放湿性等特性。
我公司生产研制的高吸水性树脂除以上特点外还具有吸水速度快、高抗盐性、强的保水性、不发粘等特点。
这些特性被广泛应用在医疗、医药、与生理卫生方面。
高吸水性树脂的超强吸水能力和保水能力使得生理卫生产品大大轻便化、小型化，同时消除了使用发粘感，给人们带来了福音。
其应用极广，如卫生巾、襁褓、尿布（尿纸）、餐巾纸、医疗衬垫、床垫、食品器垫、抹布、纸毛巾、药棉等方面。
高吸水性树脂概述、特性和应用
高吸水性树脂
1.2 高吸水性树脂的制备方法 1.2.1 淀粉类高吸水性树脂的制备方法
美国农业部北方研究中心最早开发的淀粉 类高吸水性树脂是采用接枝合成法制备的。即 先将丙烯腈接枝到淀粉等亲水性天然高分子 上，再加入强碱使氰基水解成羧酸盐和酰胺基 团。这种接枝化反应通常采用四价铈作引发 剂，反应在水溶液中进行。
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高吸水性树脂
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高吸水性树脂
丙烯腈的接枝率与支链分子量对最终产品 吸水能力有极大影响。例如，使用未胶化的粒 状淀粉进行接枝反应所得支链的重均分子质量 为10万，接枝频率（即一个接枝支链所对应的 脱水葡萄糖单元数）为500。而使用在70 ℃胶 化处理30分钟的淀粉进行接枝，所得的支链重 均分子质量为80万，接枝频率为4000。前者吸 水能力为自重的300倍，而后者则为1200倍。
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高吸水性树脂
2 高吸水性树脂的类型和制备方法
1.1 高吸水性树脂的类型
根据原料来源、亲水基团引入方法、交联 方法、产品形状等的不同，高吸水性树脂可 有多种分类方法。其中以原料来源这一分类 方法最为常用。按这种方法分类，高吸水性 树脂主要可分为淀粉类、纤维素类和合成聚
a. 用交联剂网状化反应； b. 自身交联网状化反应； c. 辐射交联； d. 在水溶性聚合物中引入疏水基团
或结晶结构。
a. 粉末状； b. 颗粒状； c. 薄片状； d. 纤维状。
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高吸水性树脂
1.1.1 淀粉类 淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。一
种是淀粉与丙烯腈进行接枝反应后，用碱性化 合物水解引入亲水性基团的产物，由美国农业 部北方研究中心开发成功；另一类是淀粉与亲 水性单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）接枝聚 合，然后用交联剂交联的产物，是由日本三洋 化成公司首开先河的。
高吸水性树脂的应用
1.2 高吸水性树脂的应用1.2.1 高吸水性树脂主要应用范围随着高吸水性树脂的研发的不断深入, 这一新型高分子材料的应用领域在迅速扩大, 已渗透进了国民经济的各个领域。
1 日常生活及卫生用品高吸水性树脂可用于婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、妇女卫生巾、餐巾、手帕、绷带、脱脂棉、手术衬垫等；此外还可利用树脂的缓释性, 用作香味剂和防臭剂的载体材料, 达到芳香除臭的效果；利用增稠性, 也可用于化妆品、洗涤剂、水性涂料等的增稠；用高吸水性树脂作为插花的基材, 可延长鲜花的鲜活期达5天左右。
2 农业在干旱地区或干燥季节, SAP 可用作土壤保水剂, 还用作苗木移植保水剂; SAP在农业保水剂使用中十分方便,可拌种、喷洒、穴施或调成糊状浸种或浸泡根部。
据资料显示，在相同水肥条件下，使用保水剂可明显增加作物产量，增幅达10%—30%，节水节肥5%—20%。
在花卉等经济作物上，使用保水剂可明显延长浇水时间3—7天，花蕾大，持续时间长，经济效益高。
在旱农实验区开展的保水剂应用试验。
结果显示保水剂对保蓄雨水效果较好，尤其促使了作物生长后期根区土壤水分的补充和提高。
鸟取大学沙丘研究组在沙地20cm深处敷放一层含有0.1—0.3%吸水树脂做保水剂的沙土, 种植菠菜等五种蔬菜。
对比试验表明, 使用保水剂可提高收获量2—3倍。
3 工业高吸水性树脂可用作工业脱水剂和精密仪器的干燥剂、环保处理废液的絮凝剂，城市污水处理和河道疏浚工程中, 用于淤泥增稠固化; 在油田钻探中, 用作钻头的润滑剂和泥浆的凝胶剂。
4 食品工业高吸水性树脂可用作包装材料、保鲜材料、脱水剂、食品增量剂等,尤其在食品保鲜方面,效果比聚烯烃薄膜有效的多。
5 医疗卫生事业高吸水性树脂可用作能保持被测溶液的医用检验试片；含水量大而使用舒适的外用软膏；能吸收渗出液并防止感染化脓的治伤绷带；能吸收血液和分泌物又保持呼吸畅通的鼻腔用塞子等；还利用其药剂保持性而作缓释药物的基体；也可作人工肾脏的过滤材料, 以调节血液的水分；还可利用其成膜性, 制成水气透过性、细菌过滤性、药物保持性均优的人造皮肤；利用其形成的水膜有良好的润滑作用,可用于胃镜及作人工食道；最重要的是可以用于人工器官,现已有聚甲基丙烯酸羟乙酯交联皂化后直接用作隐形眼镜的本体材料；含有SAP 的人工肾脏具有良好的抗血栓性。
高吸水性树脂的性能及应用
高吸水性树脂的性能及应用学院：化生材学院学号： 08052132姓名：张祖文高吸水性树脂的性能及应用[摘要]综述了高吸水树脂的制备、结构及吸水机理，介绍了高吸水树脂在各方面的应用，并提出了目前的主要研究趋势。
[关键词]高吸水树脂；吸水机理；发展；制备；应用。
高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(SuperabsorbentPolymers ),简写为SAP。
它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性,一旦吸水膨胀成水凝胶 ,即使加压也难以将水分离出来。
同时 ,高吸水性树脂可循环使用。
因此 ,越来越受到人们的关注。
目前 ,超强吸水树脂已在工业、农业、林业、卫生用品等领域中得到广泛应用 ,并显示出更为广阔的发展前景[1]。
1. SAP的结构与吸水机理1.1 SAP的交联网络结构SAP 与传统的吸水材料不同，它可以吸收比自身重几百倍甚至几千倍的水。
在处于吸水状态时其保水性好，在压力下水也不会从中溢出。
而传统的吸水材料只能吸收自身重量的 20倍的水。
树脂的高吸水性主要与它的化学结构和聚集态中极性基团的分散状态有关，它具有低交联度亲水性的三维空间网络结构[2]。
它是由化学交联和聚合物分子链间的相互缠绕物理交联构成。
吸水前，高分子链相互缠绕在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固程度；吸水后，聚合物可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。
在这种离子网络中存在可移动离子对，它们是由高分子电解质离子组成的[3]。
1.2 SAP的吸水机理关于SAP的吸水机理存在不同的说法。
其中有两种占主要地位，金益芬等[3]认为SAR吸水有3个原动力：水润湿、毛细管效应和渗透压。
高吸水能力主要由这3个方面的因素决定。
水润湿是所有物质吸水的必要条件，聚合物对水的亲和力大，必须含有多个亲水基团（如—OH，—COOH等）；毛细管效应的作用则是让水容易迅速地扩散到聚合物中去；渗透压可以使水通过毛细管扩散、渗透到聚合物内部或者渗透压以水连续向稀释聚合物固有的电解质浓度方向发动。
高吸水性树脂制备与应用研究报告
高吸水性树脂地制备与应用研究论文关键词：高吸水树脂；吸水机理；结构论文摘要：本文介绍了淀粉类、纤维素类、共聚合类、复合类以及可生物降解类高吸水性树脂及其发展、结构以及吸水理论,并对目前地研究现状进行了分析.高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至上千倍地水,且吸水膨胀后生成地凝胶具有优良地保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域.1 高吸水性树脂地分类高吸水性树脂发展迅速，品种繁多，根据现有地品种及其发展可按以下几个方面进行分类.1.1 按原料来源主要分类1淀粉系：包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等.2纤维素系：包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等.3合成树脂系：包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等.1.2 按亲水基团地种类分类①阴离子系：羧酸类、磺酸类、磷酸类等；②阳离子系：叔胺类、季胺类等；③两性离子系：羧酸-季胺类、磺酸-叔胺类等；④非离子系：羟基类、酰胺基类等；⑤多种亲水基团系：羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等.1.3 按制品形态可分四类：粉末状；纤维状；膜状；圆颗粒状.2 高吸水性树脂地发展2.1国外发展上世纪50年代前，人们使用地吸水材料主要是天然产物和无机物，如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等.50年代，科学家通过大量地实验研究，建立了高分子吸水理论，称为Flory吸水理论，为吸水性高分子材料地发展奠定了理论基础.高吸水性树脂是20世纪60年代末发展起来地，最早在1961年由美国农业部北方研究所Russell等[1]从淀粉接枝丙烯腈开始研究，其目地是在农业和园艺中作为植物生长和运输时地水凝胶，保持周围土壤地水份；其后Fanta等接着进行研究，于1966年首先发表了关于淀粉改性地物质具有优越地吸水能力地论文，指出淀粉衍生物具有优越地吸水能力，吸水后形成地膨润凝胶体保水性很强，即使加压也不与水分离，甚至具有吸湿保湿性，这些特性都超过了以往地高分子材料.首次开发成功后，世界各国对高吸水性树脂在体系、种类、制备方法、性能改进、应用领域等方面进行了大量地研究工作，并取得了一系列地研究成果.1975年美国谷物加工公司成功研究出淀粉接枝丙烯腈高吸水性树脂，但直到1978 年才由日本地三洋化成工业率先进行了商业化生产，将高吸水性树脂用于一次性尿布，于1979年在日本名古屋投产了1000吨/年地生产设备[2]，产品远销欧美各国，使其市场潜力和应用研究受到人们地重视.高吸水性树脂地发展也随之进入了一个新地时代.70 年代末美国UCC公司用放射法交联各种氧化烯烃聚合物，合成了非离子型地高吸水性树脂，其吸水能力高达2000倍，从而打开了合成非离子型高吸水性聚合物地大门.80年代出现了以天然化合物及其衍生物为原料(藻酸盐、聚氨基酸、壳聚糖、蛋白质等)制取地高吸水性材料，同时，出现了高吸水性复合材料，由于它能改善吸水性材料地耐盐性、吸水速度、水凝胶地强度等许多性能，所以发展迅速.90年代初，吸水性树脂地研究更是突飞猛进.最新开发了对环境友好地聚氨基酸系高吸水性树脂、可生物降解地复合纤维或无纺布材料、高吸水性树脂泡沫、芳香性卫生用品、室内装饰性凝胶材料等.目前，日本触媒、三洋化成及德国Stockhausen 三大生产集团掌握了全球高吸水树脂70%地市场，他们之间均以技术合作方式，进行着世界性国际联合经营，占居了世界主要技术和市场[3].在过去将近20年中，世界高吸水性树脂地市场需求持续强劲增长，图1是全球高吸水性树脂地生产能力和趋势图，从1986年世界高吸水性树脂产量不足0.5万吨/年，到2001年为125万吨/年[4].目前全球对高吸水性树脂生产和需求几乎是直线上升趋势.在本世纪，随着北美、西欧高吸水性树脂市场逐渐进入成熟期，以及亚太和拉美等新兴市场地快速发展，全球对高吸水性树脂地需求将急剧膨胀，全世界对高吸水性树脂地需求将不断增加.2.2国内发展我国从80年代才开始研制高吸水性树脂，1982 年中科院化学研究所地黄美玉等[5]在国内最先合成出聚丙烯酸钠类高吸水性树脂，80年代后期己有20多个单位、研究所、纺织科学研究院与山东省济宁化肥厂联合研制出聚丙烯酸类地高吸水性树脂，建起国内第一套100吨/年地生产装置.我国高吸水性树脂地消费始于1991年，一些独资或合资企业引进护翼卫生巾生产线，1993年引进尿裤生产线后,消费需求不断增加.1985年北京化工研究院申请了国内第一项吸水性树脂地专利,到2006年底，我国己申请专利200多项，主要集中在合成淀粉接枝丙烯腈皂化水解物、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇衍生物等高吸水性树脂.近年来，医用高吸水材料、生物可降解高吸水材料和有机—无机复合材料地研究也日益增多.如淀粉类可生物降解高吸水材料、聚氨基酸类、可生物降解高吸水性树脂、无机—有机复合高吸水性材料、羟乙基纤维素高吸水性材料地合成及性能研究.在应用研究方面，90年代末，我国己将高吸水性树脂在农业领域地应用列为重大科技推广项目.吉林省开展地移植苗木研究，黑龙江省开展地种子培育研究均取得可喜成就，新疆、河南等省也在研究利用吸水性树脂改良土壤，甘肃省中国科学院兰州化学物理研究所、兰州大学、西北师范大学等许多单位也开展了高吸水性树脂研究工作，开发出一系列新型地有机—无机复合材料、可生物降解地高分子材料以及耐盐耐高温等高吸水性树脂，成功应用于西北干旱土壤改良、油田堵水等工作.高吸水性树脂在我国有着巨大地市场潜力，但在工业化及应用研究方面与国外还有很大差距，我国所需地高吸水聚合物大部分仍需要进口.如何加强高吸水性树脂吸水理论地研究，并开发出性能良好而廉价地吸水性树脂，这些都需要我们作进一步地努力.3．高吸水性树脂地结构与吸水机理3.1 高吸水性树脂地结构高吸水性树脂是一种三维网络结构，它不溶于水而大量吸水膨胀，形成高含水凝胶.高吸水性树脂地主要性能是具有吸水性和保水性.要具有这种特性，其分子中必须含有强吸水性基团和一定地网络结构，即具有一定地交联度.实验表明：吸水基团极性越强，含量越多，吸水率越高，保水性也越好. 而交联度需要适中，交联度过低则保水性差，尤其在外界有压力时水很容易脱除[6].高吸水性树脂地微观结构因合成体系地不同而呈现出多样性.大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酞胺基、羟基等)地三维网状结构所组成，如图1所示.吸水时，首先是离子型亲水基团在水分子地作用下开始离解，阴离子固定在高分子链上，阳离子作为可移动离子在树脂内部维持电中性.由于网络具有弹性，因而可容纳大量水分子，当交联密度较大时，树脂分子链地伸展受到制约，导致吸水率下降.随着离解过程地进行，高分子链上地阴离子数增多，离子之间地静电斥力使树脂溶胀，同时，树脂内部地阳离子浓度增大，在聚合物网络内外溶液之间形成离子浓度差，渗透压随之增大，使水进一步进入聚合物内部.当离子浓度差提供地驱动力不能克服聚合物交联构造及分子链间地相互作用(如氢键)所产生地阻力时，吸水达到饱和.图1 高吸水树脂地离子网络结构3.2 高吸水性树脂地吸水机理文献资料报道，高吸水性树脂吸水机理有多种说法，其中有两种占主要地位，金益芬等[7]认为高吸水性树脂吸水有3个原动力：水润湿、毛细管效应和渗透压.高吸水能力主要由这3个方面地因素决定.水润湿是所有物质吸水地必要条件，聚合物对水地亲和力大，必须含有多个亲水基团（如-OH、-COOH等）；毛细管效应则是让水容易迅速地扩散到聚合物中；渗透压可以使水通过毛细管扩散、渗透到聚合物内部，或者说，渗透压可以使水连续向稀释聚合物固有电解质浓度地方向发动.刘廷栋等[8]则认为当水与高分子表面接触时主要有3种相互作用：一是水分子与高分子中电负性强地氧原子形成氢键；二是水分子与疏水基团相互作用；三是水分子与亲水基团地相互作用.上述两种理论虽然表述不相同，但二者地理论都是建立在高吸水聚合物地主体网络结构基础之上地，实质是相同地.高吸水性树脂吸水后形成高含水凝胶，属于弹性凝胶.高吸水性树脂地出现促进了凝胶学理论地发展，弹性凝胶地基本规律和特性也适用于高吸水性树脂.在研究吸水性树脂地吸水理论中，最具代表性地就是Flory对凝胶研究过程中提出地热力学理论公式以及Omidian等提出地吸水动力学理论.3.2.1 Flory-Huggins热力学理论Flory[9]深入研究了高分子在水中地膨胀后，从聚合物凝胶内外离子浓度差产生地渗透压出发，导出了高吸水性树脂溶胀平衡时地最大吸水倍数理论公式：（3-1）式中：Q—吸水倍数；Ve/V0—交联密度；(1/2-x1)/V1—对水地亲和力；Vu—单体单元地摩尔体积；i/Vu—固定在树脂上地电荷密度；S—外部溶液地电解质离子强度；式中地分子第一项表示渗透压，第二项表示和水地亲和力，是增加吸水能力地部分；从这个公式可得出：(1)对于离子性高吸水性树脂，由于i/Vu为一个较大值，因此吸水倍数Q较大；而对于非离子性树脂，i/Vu值较小，所以吸水倍数Q较小.(2)分母Ve/V0表示交联密度，因此在相同接枝率地情况下，交联剂用量越少，交联密度越小(要形成有效地三维网络结构)，即分母越小，Q值越大，树脂地吸少能力越好.(3 )对于同一树脂，当外部为电解质溶液时，由于树脂结构是确定地，因而可将Vu，V1，i/Vu，Ve/V0视为常数，同时电解质浓度不是很大时，溶剂与树脂地亲合力与纯水时地差别不大，此时溶液离子强度S越大，Q值越小，且Q5/3与S1/2成反比，这就解释了高吸水树脂在盐溶液中其吸液率急剧下降地原因.但处于吸水状态地高吸水性树脂，显示橡胶地弹性行为，其刚性率G与交联密度成正比.G=RT·Ve/V0 （3-2）吸水倍率Q表示交联密度小时，吸水倍率大，但刚性G则反而降低.显然只控制交联密度是不能同时满足既提高吸水能力，又获得高强度凝胶地高吸水性树脂.进一步解释为，达到吸水极限（吸水倍数最高状态时）地树脂，吸水倍数高时其凝胶地弹性就变差.而具有高吸水能力地树脂没有达到吸水饱和状态时，其吸水凝胶具有一定程度地弹性.这种理论指导地意义在于：仅仅注重追求高吸水倍数地树脂，而不照顾吸水后树脂水凝胶地刚性（弹性）是缺乏实用价值地，如果树脂吸水后变成稀汤状，吸水倍数再高也缺乏实用价值.获得具有良好实用价值地树脂既要兼顾尽可能高地吸水倍数，又要保证一定地弹性“成型”性.3.2.2吸水动力学理论Omidia n等[10]认为，高吸水性树脂吸水时，一方面水向吸水性树脂内部扩散；另一方面组成吸水剂地高分子链在水地作用下彼此分离、扩展.吸水速率取决于水向高吸水性树脂内部地扩散速率以及高分子链在水地作用下扩展地速率.他使用聚合物粘弹理论中地V oigt模型来定量解释高吸水性树脂在溶胀过程中吸水速率随时间急剧下降这种想象，得出了吸水倍率与吸水时间地函数关系式：（3-3）式中：(t)—t时刻地吸水倍率；—Voigt模型中地起始应力；E—V oigt模型中弹簧地弹性模量；—吸水过程中高分子自身扩散时受到地阻力；—水渗透时所受到地阻力.该式较准确地描述了树脂吸水时地时间依赖性.文中还分别得出油溶性交联剂和水溶性交联剂地稳态吸水倍率与单体和交联剂地比值之间地幂率关系式：（3-4）（3-5）4. 高吸水性树脂地制备4.1淀粉系高吸水性树脂地制备淀粉系高吸水性树脂是按自由基型或离子型接枝共聚机理进行.淀粉在引发剂存在下或辐射下，使淀粉变成自由基，淀粉自由基与乙烯类单体反应生成淀粉大分子自由基，继而再与乙烯类单体进行链增长、链终止，从而得到淀粉类高吸水性树脂.4.1.1 淀粉接枝丙烯腈类高吸水性树脂淀粉接枝丙烯腈及α-甲基丙烯腈符合接枝共聚基本原理，可用负离子催化剂使淀粉进行离子型接枝共聚，也有自由基型接枝共聚.目前制备吸水性树脂常采用自由基型接枝共聚.淀粉接枝丙烯腈类吸水性树脂由于采用地原料、引发方式、分散介质、反应条件等不同，因而工艺过程有所不同.这里只就一般过程加以说明，其工艺过程如下图2.图2 淀粉接枝丙烯腈类制备高吸水性树脂工艺过程图Hishiki等[11]先用表氯醇和淀粉乳交联,再在硝酸铈铵引发下接枝共聚丙烯腈.所获得地高吸水性树脂在20 ℃下1h可以吸水200 % ，胶体硬度8.0g/ cm3 ,抗酶性85 %.Athawale等[12]研制了玉米淀粉- 甲基丙烯腈接枝共聚凝胶，经硝酸铈铵引发剂处理，在氮气氛保护下，预先凝胶化地淀粉与一定量地甲基丙烯腈接枝共聚，再经氢氧化钠中和、水洗和干燥等，制得淀粉-甲基丙烯腈共聚凝胶，其最大吸水量为250g/ g.郑邦乾等[13]以焦磷酸锰盐为引发剂引发可溶性淀粉与丙烯腈接枝共聚，并通过淀粉-丙烯腈接枝共聚物水解来制备高吸水性树脂.产品吸去离子水倍率达522ml/g，自来水302ml/g，吸合成尿86ml/g.乌兰[14]用硝酸铈铵为引发剂，通过水溶液聚合法制得了玉米淀粉接枝丙烯腈高吸水性树脂，此高吸水性树脂在室温下30min吸蒸馏水和自来水分别为其自身重量地1000倍和200倍.4.1.2 淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂直接使用丙烯酸、甲基丙烯酸等烯类单体与淀粉进行接枝共聚反应，不需要进行皂化，使工序大大简化（见图3），而且单体丙烯酸、甲基丙烯酸等地毒性比丙烯腈低很多，这可以简化洗涤工序.所以淀粉接枝丙烯酸类来制备吸水性树脂得到了迅速发展.图3 淀粉接枝丙烯酸类制备高吸水性树脂工艺过程图Heidel[15]将淀粉与中和后地丙烯酸、环己烷、脱水山梨糖醇月桂酸单酪、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过硫酸铵和EDTA 组成悬浮液，经过加热聚合，共沸蒸馏，再和乙二醇二缩水甘油醚交联，得到高吸水性树脂.其吸水和吸合成尿地能力分别为320g/ g 和36g/ g ，5min 吸水倍率为110g/ g 和22g/ g.乐清华等[16]经过工艺改进，取消了淀粉糊化步骤，将未糊化淀粉与丙烯酸共聚，产品性能与糊化淀粉地接枝物相比，抗腐变性和凝胶强度明显提高，且吸水能力仍可达到自重地600～800 倍.项爱民等[17]利用微波合成了淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂，合成地树脂吸水倍率达588g/g，比同样条件下用普通方法合成地树脂吸水率480g/g高.辜英杰等[18]充分利用辐射引发和反相悬浮聚合地优点，用60Coγ射线辐射引发反相悬浮聚合法制备地淀粉/丙烯酸钠高吸水性树脂可吸去离子水约760ml/g，自来水约200ml/g，0.9%地NaCl溶液约55ml/g.经检测发现吸液速率较快，6min内可达吸液饱和，并且在压力下保水性能良好，基本满足农业抗旱保水地需要.4.1.3 淀粉接枝丙烯酰胺类高吸水性树脂淀粉接枝丙烯酰胺得到地产物含有酰胺基和淀粉基，是非离子型产物，直接作为吸水性树脂，耐盐性高，强度高，吸水速率快.其产物可以用氢氧化钠水溶液进行水解，可以得到两种高吸水性树脂.一种完全水解得到含有羟基、羧基地产物，这与淀粉接枝丙烯酸类产品一样，既有离子基团（-COOH），又有非离子基团（-OH），其吸水性很高；另一种部分水解，可得到含羟基、羧基、酰胺基地产物，为具有多种基团地高吸水性树脂.其吸水倍率、吸水速率、耐盐性、强度等可以通过水解情况进行调节，有可能得到性能全面、符合要求地吸水性树脂；丙烯酰胺常温下为固体，易于处理、保存、运输方便.其制备工艺如图4.图4 淀粉接枝丙烯酰胺类制备高吸水性树脂工艺过程图4.1.4 淀粉接枝丙烯酸酯类高吸水性树脂淀粉/丙烯酸酯类接枝共聚制备地超强吸水性树脂地种类很多，但由于丙烯酸酯类单体地价格远比丙烯腈和丙烯酸类高，而且制造过程（见图5）不如接枝丙烯酸简单，所以不如淀粉接枝丙烯腈类和淀粉接枝丙烯酸类那样发展迅速，但从理论方面研究其接枝反应地人很多.图5 淀粉接枝丙烯酸酯类制备吸水性树脂工艺过程图Prafulla等[19]以淀粉、甲基丙烯酸乙酯为原料，通过接枝共聚制备了一种可降解型高吸水性树脂，经过28 天降解约70%.唐宏科等[20]通过化学引发法来制备淀粉接枝丙烯酸羟乙酯高吸水性树脂.最佳实验条件下，该树脂吸去离子水倍率为560g/g，吸0.9%NaCl率为62g/g.4.2 纤维素系高吸水性树脂地制备纤维素与淀粉相同，原料来源广，能与大量低分子反应，但天然纤维素地吸水能力不强，为了提高其性能，主要通过化学反应使其具有更强或者更多地亲水基团，但仍要保持其纤维状态，以保持其表面积大和多毛吸管性.Yoshimura等[21]以棉花纤维素和琥珀酸酐为原料制备高吸水性树脂，吸水率为400g/g，降解性较好，自然条件下25天可基本完全降解.Christian等[22]采用柠檬酸作交联剂，羟甲基纤维素钠和羟乙基纤维素发生交联反应来制备高吸水性树脂.其吸水率为900g/g.采用该方法来制备吸水性树脂，既可以降低成本，又可以避免产生有毒地中间体.王丹等[23]通过向羟甲基纤维素分子上接枝丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵来制备高吸水性树脂，该树脂具有阴离子、阳离子和非离子等多种亲水基团，通过调节各组分含量及反应条件使分子中各亲水基团发挥协同效应，提高树脂地耐盐性，该两性高吸水性树脂吸去离子水1503g/g.吸生理盐水165g/g.4.3 合成系吸水性树脂地制备合成系高吸水性树脂指完全采用合成地分子结构形成地树脂.按种类，常用地亲水性单体有丙烯酸、丙烯酰胺等具有活性双键地物质，也有采用聚乙二醇、聚乙烯醇等亲水性高分子进行接枝共聚.合成系高分子可以根据性能需要，比较方便地调整结构，实现吸水性能.4.3.1 聚丙烯酸类吸水性树脂地制备Choudhary[24]采用反相悬浮聚合法来制备聚丙烯酸类吸水性树脂，其中丙烯酸用氢氧化钠溶液中和，然后向其中加入水溶性引发剂过硫酸钾，交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，在氮气氛围下溶解，得到待聚合液.将环己烷与正庚烷按1：1加入到反应器中来作有机连续相，然后向其通氮气除去氧气，搅拌升温到55℃，然后将待聚合液逐渐加入到反应器中，在80℃反应2h.最后聚合物用甲醇进行洗涤，在50℃真空烘箱中干燥3-4h.该吸水性树脂地吸水倍率为220g/g.陈军武等[25]采用反相悬浮聚合法来制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂.60min时高吸水性树脂对去离子水地吸收能力为850g/g，对人工尿为63g/g.无论去离子水或人工尿，吸水树脂均能在50min达到吸收平衡.林松柏等[26]采用聚丙烯酸与高岭土杂化来制备高吸水性树脂，实验结果表明，高岭土地复合可显著提高材料地吸水率可达980ml/g，对生理盐水溶液地吸水率达95ml/g.高岭土地加入，有助于提高吸水性树脂吸水后形成凝胶地强度.4.3.2 聚乙烯醇类吸水性树脂地制备王孝华等[27]用顺丁烯二酸酐作交联剂来制备聚乙烯醇类高吸水性树脂.最佳制备条件为：顺丁烯二酸酐/聚乙烯醇=0.3，反应温度98-105℃，聚乙烯醇聚合度为1700，溶液地PH值为10左右，最佳条件下制备出来地聚乙烯醇高吸水性树脂地吸水倍率为250倍左右.4.3.3共聚物吸水性树脂地制备Mohan等[28]分别采用N，N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）、1，2-乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）、邻苯二甲酸二烯丙酯（DP）三种交联剂在水溶液中对甲基丙烯酸钙和丙烯酰胺进行自由基聚合来制备高吸水性树脂.DP交联地吸水树脂因在凝胶过程中形成了弹性网络结构，所以其吸水能力要优于其他两种. Abd El-Mohdy等[29]采用60Co-γ辐射来制备κC-g-PAAm，然后再碱性水解得到H-κC-g-PAAm高吸水性水凝胶.在最佳水解条件下(NaOH浓度为3mol/L，水解时间为60min，温度为80℃)，最大吸水倍率为704g/g.实验表明H-κC-g-PAAm可以从盐水中吸收大量地淡水.Tang等[30]采用两步聚合法来制备高吸水性树脂，首先丙烯酰胺发生聚合，然后苯胺被吸进聚丙烯酰胺网络中，单体间发生聚合.5．高吸水性树脂地应用高吸水性树脂作为一种有机新型功能高分子材料，其应用领域已经涉及多个行业，例如卫生用品、医药用品、农业等领域，正逐渐成为国民经济和人们日常生活中不可缺少地功能材料.5.1 卫生用品高吸水性树脂在生理卫生用品方面地应用是比较成熟地一个领域，也是目前最大地市场, 约占总量地80 %.如婴儿襁褓、纸尿布、失禁片、妇女卫生巾、卫生棉、止血栓、生理棉、汗毛巾等产品中都可以应用高吸水性树脂.高吸水性树脂部分代替纸浆生产妇女卫生巾和婴儿纸尿布，己受到高度评价，另外，如手术垫、手术手套、手术衣、手术棉、贴身衬衫、内裤、鞋垫等一些生理用品中也广泛用到高吸水性树脂.以前地研究主要集中在其性能地改善，目前地研究重点主要集中在卫生材料地轻薄型、较高地接触干燥性、最低地漏出率，对皮肤无刺激，具有抗菌、杀菌作用及长时间地吸水能力和长时间使用不折皱地效果等方面.尹国强等[31,32]采用反相悬浮聚合法合成了具有杀菌性能地高吸水性树脂，能对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌等微生物菌株均有杀灭和抑制其生长地作用，树脂中季铵基团地含量越高，树脂地抗菌效果越好，大大提高了卫生保障.5.2 农林园艺及荒漠化治理方面地应用高吸水性树脂不但吸水性、保水性极为优良，而且其在土壤中形成团粒结构，使土壤白天和晚上地温差缩小，同时还能吸收肥料、农药，防止肥料、农药以及水土流失，并使肥料、农药、水缓慢释放，增强肥料、农药效果，以及大大增强了抗旱效果.目前，高吸水性树脂在农艺园林方面地应用还非常有限，主要原因是它地成本较高而且在土壤中地吸水能力不够，反复使用性较差.高吸水性树脂在这方面地应用还具有较大地潜力，今后应重点开发高吸水、保水并能反复使用而且成本较低地高吸水性树脂.并应进一步加强利用高吸水性树脂改良干旱贫瘠土壤，特别是改造沙漠方面地研究[33].5.3 生物医药高吸水性树脂在生物体中地适应性已经有不少地学者进行过这方面地研究，结果表明某些合成和半合成地高吸水性物质，具有一定地生物适应性[34,35].利用高吸水性材料具有极强地吸水性和保水性地特性，可制成和生物体含水量相近地各种组织材料，而且医药吸水性材料吸水后形成地凝胶比较柔软，具有人体适应性，如对人体无刺激性、无副反应、不发生炎症、不引起血液凝固等，这些都为其在医药上地应用创造了条件.近年来，高吸水性树脂已被广泛应用于医药医疗地各个方面：超强吸水性材料可用于制备能吸收手术及外伤出血和分泌液，并可防止化脓地医用绷带、棉球和纱布等；用于接触眼镜、人体埋入材料、保温保冷材料等医疗用品地生产和制造中；用于制造人工玻璃体、人工角膜、人工皮肤、人工血管、人工肝脏、人工肾脏等人工器官；用于保持部分被测液地医用检验试片；用于制备含水量大、使用舒适地外用软膏：另外，高吸水性树脂还在缓释药物基材等制造中得到应用，能通过调节含水率改变药剂地释放速度，避免随时间推移，释放速度逐渐降低.5.4 污水处理对于富含重金属离子地工业废水，目前已有多种方法进行处理，如化学沉淀法、离子交换树脂法、吸附法、高分子重金属捕集剂法等.利用吸附材料处理重金属离子废水是目前应用非常广泛地一种方法[36].吸附材料包括天然物质或工农业废弃物，如沸石、木质素、海草粘土等[37]，其来源广泛，价格低廉，大大降低了重金属离子废水地处理费用；另一类是合成类高吸水性树脂，主要有聚丙烯酸盐[38,39]、丙烯酰胺[40]其改性产物等，能与多种金属离子鳌合、吸附或发生离子交换作用，作为吸附剂可有效去除工业废水中有毒重金属离子，回收贵金属离子和过渡金属离子.6. 展望高吸水性树脂具有众多地用途和广泛地应用领域，随着人们生活水平地提高和石油资源日益。
高吸水性树脂的发展与应用
高吸水性树脂的发展与应用摘要高吸水性树脂是一种带有强亲水性基团的具有空间网状立体结构的功能高分子材料，具有优异的保湿性能。
高吸水性树脂是由强亲水性基团（如羧基、羟基、磺酸基、酞胺基等）三维网状结构的分子链上组成。
在未来几年高吸水性树脂市场占有率规模将以年均增长5%的速度年加快发展，然而而发展中国家的发展速度将远远的高于世界平均水平。
关键词高吸水性；树脂；吸水机理1神奇的功能高分子材料—高吸水性树脂高吸水性树脂（SAR）又称高吸水性聚合物（SAP）是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团的/水溶胀型的、含有一定的交联度的高分子聚合物。
高吸水性树脂既不溶于水，也不溶于有机溶剂，但是具有奇特的吸水能力和保水能力，同时又具备功能型高分子的特点。
它能够吸收并保持自身重量数百倍乃至数千倍的水分，或吸收并保持数十倍的盐水，即使加压的状态下也很难把水分离出来。
这是因为它的分子结构上带有大量的强亲水性的基团，而这些化学基团又可形成各种相应的吸收和保持水分的复杂结构，从而赋予该材料良好的高吸水和高保水特性。
2高吸水性树脂吸水机理的研究与发展高吸水性树脂吸水，首先是离子型的亲水性基团在水分子的作用下开始解离，与此同时阴离子仍然固定在高分子链上，已经解离的可移动的阳离子在树脂内部维持电中性。
由于高分子骨架的网状结构具有高弹性，因而可容纳大量的水分子，当高分子网状结构交联密度较大时，高吸水性树脂分子链的延展性受到制约，导致吸水率下降。
随着离解过程的逐步进行，高分子骨架上的阴离子数量逐渐增多，同种离子之间的静电排斥力使树脂溶胀。
与此同时树脂内部的阳离子浓度逐渐增大，在聚合物骨架结构内外溶液之间形成离子浓度差，离子浓度渗透压的产生，使水分子能够进一步进入聚合物内部。
当离子浓度差提供的动力不能小于聚合物交联结构及分子链间的相互作用的阻力时，高吸水性树脂吸水度达到了饱和状态。
关于高吸水性树脂的吸水理论中最具权威代表性的是Flory的热力学理论和Omidian等的关于吸水动力学理论。
高吸水性聚丙烯酸钠树脂
陈明亮 (中南工业大学化学化工学院 , 长沙 410012)摘 要 综述了高吸水性聚丙烯酸钠树脂的研究进展 , 其中包括聚丙烯酸钠及其共聚物的吸水性能 , 吸水机理以及其功能与应用 。
关键词 聚丙烯酸钠 , 吸水性能 , 吸水机理 , 功能与应用H igh w ater - a b sorbing pol y( sodium acrylate) resinChen Mingliang ( C ent ral So u t h U n iversit y of Technol ogy , Changsha 410012)Abstract The p a p er reviews t h e recent devolop m ent s ab o ut high wat er - abso r b ing poly ( S o d ium acrg lat e ) resin ,includ in g t h e p erfor mance of abso rb ing wat er , t h e mechanism of abso rb ing wat er as well as t h e f u nctio n and applicatio n s.K ey w ords poly ( s o d ium acrylat e ) , p erfo rmance of abso r b ing wat er , mechanism of abso rb ing wat er , f u nctio n sand applicatio n s高吸水性树脂为轻度交联结构的高分子 , 其分子链上具有很多亲水基团如羟基 、羧基 、酰胺基 、磺酸 基等 , 故吸水能力很强 , 能吸收自身重量的几百倍甚 至几千倍的水 , 并且加压不淌出 。
由于高吸水性树脂 与常见的吸水性材料如纸 , 布等相比 , 具有很多优 点 , 是一种新型的功能性高分子材料 , 因而广泛应用 于工业 、农林业 、医疗卫生和日常用品中 。
高吸水性树脂在植物生长调控中的应用研究
高吸水性树脂在植物生长调控中的应用研究植物生长调控是现代农业领域的一个重要研究方向，旨在提高农作物的产量和质量，改善植物对环境的适应能力以及减少化学肥料和农药的使用。
近年来，高吸水性树脂作为一种新型的调控材料，逐渐受到越来越多的关注。
本文将重点探讨高吸水性树脂在植物生长调控中的应用研究进展。
首先，我们需要理解高吸水性树脂的特性。
高吸水性树脂是一种具有良好吸水性能的聚合物材料，其在吸水过程中可以吸收并保持大量的水分。
这种树脂能够在水分充足时保持植物根系周围的湿度，从而降低植物的蒸腾作用，减少水分流失。
同时，高吸水性树脂还可以释放出吸收的水分，确保植物根系在水分缺乏的情况下得到足够的滋润。
在植物生长调控中，高吸水性树脂的应用主要体现在三个方面。
第一，它可以作为一种优质土壤改良剂，改善土壤的保水性能。
高吸水性树脂与土壤混合后，可以吸收并保持大量的水分，避免水分的过度排出，确保植物根系得到充分的水分供应。
此外，高吸水性树脂还能释放出吸收的水分，提供给植物根系，从而在水分缺乏的情况下保持土壤湿润。
第二，高吸水性树脂可以作为一种植物营养物质的缓释剂。
我们知道，植物需要各种营养物质来正常生长和发育，而这些营养物质往往以肥料的形式施用。
然而，肥料的施用方式往往不利于植物的吸收和利用。
高吸水性树脂可以与肥料结合，形成一种缓释肥料。
这种缓释肥料可以在一定时间内逐渐释放出营养物质，使植物能够更有效地吸收和利用这些养分。
第三，高吸水性树脂还可以作为一种植物生长调控剂。
植物生长调控剂是一种可以调节植物生长发育的化学物质或生物体。
高吸水性树脂可以通过调节植物根系周围的水分含量和湿度，影响植物的根系生长和发育。
此外，高吸水性树脂还可以通过与植物根系接触，释放出一些生物活性物质，促进植物的生长和发育。
总之，高吸水性树脂在植物生长调控中具有广阔的应用前景。
它可以改善土壤的保水性能，提供充足的水分供应；作为植物营养物质的缓释剂，提高养分的吸收和利用效率；同时还可以作为植物生长调控剂，影响植物的根系生长和发育。
《论文_高吸水性树脂的制备 与应用研究(定稿)》道
高吸水性树脂的制备与应用研究论文关键词：高吸水树脂；吸水机理；结构论文摘要：本文介绍了淀粉类、纤维素类、共聚合类、复合类以及可生物降解类高吸水性树脂及其发展、结构以及吸水理论并对目前的研究现状进行了分析。
高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。
1 高吸水性树脂的分类高吸水性树脂发展迅速，品种繁多，根据现有的品种及其发展可按以下几个方面进行分类。
1.1 按原料来源主要分类1 淀粉系：包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等。
2 纤维素系：包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。
3 合成树脂系：包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类取?.2 按亲水基团的种类分类①阴离子系：羧酸类、磺酸类、磷酸类等；②阳离子系：叔胺类、季胺类等；③两性离子系：羧酸-季胺类、磺酸-叔胺类等；④非离子系：羟基类、酰胺基类等；⑤多种亲水基团系：羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。
1.3 按制品形态可分四类：粉末状；纤维状；膜状；圆颗粒状。
2 高吸水性树脂的发展2.1 国外发展上世纪50 年代前，人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物，如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。
50 年代，科学家通过大量的实验研究，建立了高分子吸水理论，称为Flory 吸水理论，为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。
高吸水性树脂是20 世纪60 年代末发展起来的，最早在1961 年由美国农业部北方研究所Russell 等1从淀粉接枝丙烯腈开始研究，其目的是在农业和园艺中作为植物生长和运输时的水凝胶，保持周围土壤的水份；其后Fanta 等接着进行研究，于1966 年首先发表了关于淀粉改性的物质具有优越的吸水能力的论文，指出淀粉衍生物具有优越的吸水能力，吸水后形成的膨润凝胶体保水性很强，即使加压也不与水分离，甚至具有吸湿保湿性，这些特性都超过了以往的高分子材料。
丙烯酸系高吸水性树脂的中试试验研究
丙烯酸系高吸水性树脂的中试试验研究
丙烯酸系高吸水性树脂（也称为水凝胶树脂）是一种能够高效吸水并保持其形状和结构的高分子材料。
这种树脂可以广泛应用于医药、卫生用品、农业等领域，具有很大的应用潜力。
为了进一步优化该树脂的性能和改善其吸水性能，在此进行了中试试验研究。
本次试验使用的丙烯酸系高吸水性树脂是由甲基丙烯酸甲酯（MAM）、丙烯酸钠（ANa）、丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酸乙酯（MAE）、N-甲基丙二烯酰胺（MBA）等多种单体以及交联剂组成。
试验分为以下几个步骤。
按照一定比例调配单体和交联剂，制备高吸水性树脂的前驱体。
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸钠、丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、N-甲基丙二烯酰胺溶解于溶剂中，并添加足够的交联剂，充分混合搅拌后即可得到前驱体。
然后，使用离心机将前驱体进行离心分离。
将前驱体转移到离心管中，通过改变离心速度和时间，将前驱体分离为凝胶和溶液两个部分。
凝胶部分即为高吸水性树脂，溶液部分则可以通过后续处理进行回收利用。
接下来，对得到的高吸水性树脂进行凝胶化处理。
将凝胶部分在特定的温度和湿度条件下，进行干燥或湿润处理，使其形成具有规则形状和可控结构的凝胶。
在干燥过程中，可以选择加热恒温箱进行低温干燥，或采用自然风干的方式进行干燥。
在湿润处理中，可以选择将凝胶放置在特定温湿度条件下的恒温箱中，进行饱和湿润处理。
对得到的高吸水性树脂进行性能测试。
使用实验室常用的测试方法，对树脂进行吸水性能、保水性能、结构稳定性、温度敏感性、机械强度等性能的测试。
通过对这些性能的测试和分析，评估树脂的吸水性能和结构稳定性，并根据测试结果进行优化和改进。
高吸水性树脂的特性及其应用
高吸水性树脂的特性及其应用一、前言高吸水性树脂,英文名称为 Super Absorbent Resin，简写为 SAR，或者称为高吸水性聚合物,英文名称为 Super Absorbent Pol 高吸水性树脂的特性及其应用 ymer，简写为SAP。
高吸水性树脂是一种能够吸收并保持自身重量数百倍乃至数千倍的水分的一种功能高分子材料。
高吸水性树脂与普通吸水或吸湿材料(如硅胶、活性炭、海绵等)相比，具有吸水量大、吸水速度快、保水能力强等优点。
而普通吸水材料一般只能吸收自身重量的十到几十倍的水分，且在受压时容易失去水分，保水能力相对较差。
由于高吸水性树脂的吸水能力和保水能力都较强，所以它在许多领域都应该可以得到十分好的应用。
诸如：农林、园林、水产养殖、医疗卫生、建筑材料、化妆品等等方面。
特别是近年来，全国各地都不同程度的出现水资源紧缺的问题。
人、地、工业争水的情况日益严重，由于水土流失，土质砂化的现象愈来愈严重，土壤保墒、湿地保护和沙漠治理已经成为一个社会学问题。
二、高吸水性树脂的特点1、吸水量高常用的吸水材料如棉花、海棉、纸等其吸水能力为自身重量的20倍左右的材料，而高吸水性树脂,可吸收自身重量的数百倍至数千倍的水。
2、保水性好普通吸水材料吸水后，受到压力，容易放出水，但高吸水性树脂受压时,水不容易从树脂中放出来，也就是说，高吸水性树脂在外加压力的情况下仍然具有良好的保水性。
3、对光和热的稳定性高不同的吸水性树脂在吸水状态时,有不同的热稳定性，高吸水性树脂在70℃加热1h, 水分损失较小，如把高吸水性树脂贮存在密闭容器中，可贮存3～4年，其吸水能力不变。
4、吸氨性强树脂中含有羧基的聚合阴离子物，适当调节PH值，使部分羧酸基呈酸性，可吸收氨，有明显的防臭作用。
5、增稠性高吸水性树脂吸水后呈水凝胶状，比普通水溶性高分子具有更高的粘度，用在化妆 品上有明显的增稠效果。
6、能和其他高分子材料共混高吸水性树脂与其他高分子树脂进行共混后其性能良好。
高吸水性树脂的研究及其在药物制剂中的应用
高吸水性树脂的研究及其在药物制剂中的应用摘要:高吸水性树脂是一种含有强的亲水性基团并具有一定交联度的功能高分子材料，来源丰富，用途广泛。
本文主要介绍的是高吸水性树脂在药物制剂中的应用。
关键词: 高吸水性树脂,吸水机理,药物制剂Abstract:Super absorbent polymer is a kind of having hydrophilic group and cross-linked functional polymermaterial，widely used in many fields such as sanitary goods，sealing composites and medical drug-delivery systems．This essay mainly introduces the application in the pharmaceutical preparations of superabsorbent polymer.Key words: super absorbent polymer,absorbent mechanism,pharmaceutical preparations高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer ,SAP)又称为超强吸水剂, 是一种典型的功能高分子材料,具有良好的吸液性能和保水性能的高分子聚合物的总称。
与水溶性聚合物和吸附性聚合物相比, 在分子结构上高吸水树脂含有大量的亲水性很强的诸如羧基、羟基、酰氨基、磺酸基等化学基团, 同时又具有一定的交联度而形成了三维网状结构，这些化学基团及其所形成的复杂结构赋予了树脂的高吸水特性。
与传统吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比, 它不溶于水, 也不溶于有机溶剂, 却又有着奇特的吸水性能和保水能力, 能够吸收并保持自身质量的数百倍乃至数千倍的水, 同时又具有对光、热、酸碱的稳定性。
高吸水性树脂的研究与进展_郝雪莲
4009高吸水性树脂的研究与进展郝雪莲(中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249)摘要:高吸水性树脂是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物,具有许多优异的性能,日益受到人们的关注。
本文综述了高吸水性树脂的国内外研究进展,介绍了高吸水性树脂的分类、结构、性能、吸水机理以及合成方法,并结合目前的应用情况,提出了今后高吸水性树脂的发展方向。
关键词:高吸水性树脂分类结构性能吸水机理合成方法1引言高吸水性树脂(Super Adsorbent Resin简称SAR)又称(Super Adsorbent Polymer简称SAP)是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物,它不溶于水,也不溶于有机溶剂,具有独特的吸水和保水性能,同时具备高分子材料的优点[1]。
与传统的吸水材料如脱脂棉、海绵、硅胶、氯化钙相比,SAR有三大优势:一是吸水量大,可达自身的几十倍甚至几千倍以上,而传统吸水剂只能吸收几倍到20倍的水;二是保水能力强,即使在受压条件下,SAR吸入的水也不失去,传统吸水剂加压即脱水;第三,SAR具有高分子材料的许多优点如弹性、可塑性、力学性能,且性能可调范围广,易于加工,便于使用。
同时SAR对光、热、酸、碱稳定性好,具有良好的生物降解性能。
由于SAR具有许多优异的性能,从而被广泛的应用于农业、林业、园艺、石油化工、建筑材料、医疗卫生等各个领域,并日益受到人们的关注[2]。
2国内外研究进展高吸水性树脂的开发与研究只有几十年的历史。
1961年,美国的C1R1Russesll等从淀粉接枝丙烯腈开始了对其的研究;接着Guglie meli等成功地研究了碱水解淀粉接枝丙烯腈共聚物;1974年,美国农业部北部研究中心的G1F1Fanta等人在前人合成淀粉接枝共聚物的基础上,制得了最早的高吸水性树脂-部分水解的淀粉接枝丙烯腈共聚物,引起了各国研究者们的浓厚兴趣,此后高吸水性树脂逐渐成为一个独立、新兴的科研领域,Super Absorbent这个单词也应孕而生。
高吸水性树脂调研报告解析
目录摘要 (2)关键词 (2)一、高吸水性树脂概述 (2)1、高吸水性树脂基本概念 (2)2、高吸水性树脂特性 (3)二、高吸水性树脂的研究进展 (3)1、国际研究进展 (3)2、国内研究进展 (4)三、高吸水性树脂的吸水机理 (5)1、吸水机理基本概况 (5)2、影响树脂吸水性的因素 (5)四、高吸水性树脂的制备 (6)1、本体聚合法 (7)2、反相乳液聚合法 (7)3、水溶液聚合法 (7)4、反相悬浮聚合法 (7)5、互穿聚合物网络聚合法 (8)五、高吸水性树脂的应用 (8)1、在农业与园艺方面的应用 (8)2、在医用、卫生方面的应用 (8)3、在工业方面的应用 (9)4、在建筑方面的应用 (9)六、高吸水性树脂的发展趋势 (9)1、高性能化 (9)2、复合材料化 (10)3、功能化 (10)4、可降解性 (10)附（Personal Views） (11)摘要高吸水性树脂又称高分子吸水材料（SAP），是一种含有羧基、羟基等强亲水基团，并具有一定交联网络结构的高分子聚合物，是一类新型的功能高分子材料，具有吸水量大和保水性强两大特点。
高吸水性树脂以其优越的性能，广泛应用于农林业生产、医疗卫生、建筑材料、交通运输等诸多领域，并发挥巨大作用。
随社会需求增加以及社会工业发展方向，其研究的趋势也随之向低成本、高产量、高吸水率、多功能化和环保化发展。
关键词吸水树脂研究进展吸水机理制备方法发展趋势实际应用一、高吸水性树脂概述1、高吸水性树脂基本概念高吸水性树脂（英文名为Super Absorbent Resin，简写为SAR），或者称为高吸水性聚合物（英文名为Super Absorbent Polymer，简写为SAP），是一种含有羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物。
2、高吸水性树脂特性（1）高吸水性能吸收自身重量的数百倍或上千倍的无离子水。
（2）高吸水速率每克高吸水树脂能在30秒内就吸足数百克的无离子水。
高吸水性树脂[精]
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主要内容：
1. 高吸水性树脂定义 2. 高吸水性树脂分类 3. 高吸水性树脂的特点 4. 国内外高吸水性树脂的发展概况 5. 高吸水性树脂制备与应用 6. 高吸水性树脂研究开发的意义和前景
1.高吸水性树脂定义
高吸水性树脂（Super Absorbent Resin ）简称 SAR， 又称高吸水性聚合物（SAP）是一 种含有羧基、 羟基等 强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合 物。 它不溶于水， 也不溶于有机溶剂，却有着奇特的吸 水性能和保水能力，同时又具备高分子材料的优点，与 传统的吸水材料相比具有更大的优势：与海绵、棉花、 纤维素、硅胶相比，高吸水性树脂的 吸水量大，可以吸 收比自身重几百倍甚至上千倍的水，并且保水性强，即 使在受热、加压条 件下也不易失水，对光、热、酸、碱 的稳定性好，具有良好的生物降解性能。 [1]
4.国内外高吸水性树脂的发展概况
①郑州大学张子勇以水溶性单体 丙烯酸和淀粉、面粉为主 要原料，在水溶性引发剂作用下，进行高温快速聚合，使 聚合和干 燥一步完成。具有快捷简便的显著特点，产物 吸收率达到 900g/g 以上。
②苏州大学朱秀林 等采用表面交联与内交联法提高了吸水 性树脂的吸液速度及吸盐能力。
此外，还可用作水果保鲜、农用薄膜防雾、农药和化肥 的缓释剂等。 医用材料 SAR 也广泛用于医疗卫生，如用 于保持医用检验切片中的被检液；制作含水 量大、使用舒 适的外用软膏；制作能吸收浸出液、防止化脓、杀菌消臭 的治伤绷带。
6.高吸水性树脂研究开发的意义和前景
近几十年来，高吸水性树脂的研究进展非常迅速，吸 水性树脂的吸水速度、吸水率、凝胶强度等性能均有较大 提高。近几年高吸水性树脂的 世界需求量年增长高达 30%~40%， 到 2010 年国内SAP 的需求量将达到100 kt。 因此具有很大的发展潜力，是一种发展中的功能高分子材 料。
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高吸水性树脂的研究及其在药物制剂中的应用摘要:高吸水性树脂是一种含有强的亲水性基团并具有一定交联度的功能高分子材料，来源丰富，用途广泛。
本文主要介绍的是高吸水性树脂在药物制剂中的应用。
关键词: 高吸水性树脂,吸水机理,药物制剂Abstract:Super absorbent polymer is a kind of having hydrophilic group and cross-linked functional polymermaterial，widely used in many fields such as sanitary goods，sealing composites and medical drug-delivery systems．This essay mainly introduces the application in the pharmaceutical preparations of superabsorbent polymer.Key words: super absorbent polymer,absorbent mechanism,pharmaceutical preparations高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer ,SAP)又称为超强吸水剂, 是一种典型的功能高分子材料,具有良好的吸液性能和保水性能的高分子聚合物的总称。
与水溶性聚合物和吸附性聚合物相比, 在分子结构上高吸水树脂含有大量的亲水性很强的诸如羧基、羟基、酰氨基、磺酸基等化学基团, 同时又具有一定的交联度而形成了三维网状结构，这些化学基团及其所形成的复杂结构赋予了树脂的高吸水特性。
与传统吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比, 它不溶于水, 也不溶于有机溶剂, 却又有着奇特的吸水性能和保水能力, 能够吸收并保持自身质量的数百倍乃至数千倍的水, 同时又具有对光、热、酸碱的稳定性。
及良好的生物降解性能。
高吸水性树脂具有吸水倍率高、吸水速率快、保水能力强等优点，广泛用于农业园林、食品加工、土木建筑、医疗卫生、石油化工以及日用化工等领域，并仍在向更广阔的应用领域拓展。
1高吸水性树脂结构与吸水原理1.1高吸水性树脂的结构高吸水性树脂是一种三维网络结构，它不溶于水而能大量吸水膨胀，形成高含水凝胶。
高吸水性树脂的主要性能是具有吸水性和保水性，这是因为其分子中含有强吸水性基团和一定的网络结构，即具有一定的交联度。
高吸水性树脂的微观结构因合成体系的不同而呈现出多样性。
大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团（如羧基、磺酸基、酞胺基、羟基等）的三维网状结构所组成，如图1所示。
吸水时，首先是离子型亲水基团在水分子的作用下开始离解，阴离子固定在高分子链上，阳离子作为可移动离子在树脂内部维持电中性。
由于网络具有弹性，因而可容纳大量水分子，当交联密度较大时，树脂分子链的伸展受到制约，导致吸水率下降。
随着离解过程的进行，高分子链上的阴离子数增多，离子之间的静电斥力使树脂溶胀，同时，树脂内部的阳离子浓度增大，在聚合物网络内外溶液之间形成离子浓度差，渗透压随之增大，使水进一步进入聚合物内部。
当离子浓度差提供的驱动力不能克服聚合物交联结构及分子链间的相互作用（如氢键）所产生的阻力时，吸水达到饱和。
图1 高吸水性树脂的离子网络结构1.2高吸水性树脂的吸水原理1.2.1 Flo ry-Hug gins 热力学理论热力学理论认为, 标准化学位之差ΔU0 <0 时, 水在高分子吸水剂相中稳定, 因而水可渗入树脂内直至平衡。
树脂吸水主要是由于分子中存在易于生成氢键的基团, 若存在离子性基团, 水渗入的倾向则更大。
科学家Flory 深入研究高分子在水中的膨胀后提出式（1）：(1)式中:Q 、Ve /V 0 、Vu 、i/V u 、S 和(1/2 -X 1)/V1 分别为树脂的吸水率、交联密度、结构单元体积、树脂中固定电荷的密度、外部溶液电解质的离子强度以及树脂对水的亲和力。
式(1)中分子的第一项表示渗透压, 第二项表示与水的亲和力, 是增加吸水能力的部分, 分母代表交联密度。
因此, 式(1)可简化为:由此可知, 高吸水性树脂的吸水率与离子的渗透压及离子与水的亲和力之和成正比, 与树脂的交联密度成反比。
1.2.2 溶液热力学理论林润雄等基于溶液热力学理论和交联网络的弹性自由能推导出式(2)：（2）式中:Q 、ρ2 、V 1 、Mc 、X 1 分别为树脂的吸水率、密度、水的摩尔体积、交联点间的分子量以及树脂和水的交互作用参数。
式(2)表明, 高吸水性树脂的吸水能力与亲水基离子和交联网状结构有关。
亲水基离子产生的渗透压是吸水的动力因素, 交联网状结构的存在是吸水的结构因素。
2高吸水性树脂的合成方法2.1本体聚合法本体聚合法就是不加入其它介质, 只有单体自身在引发剂或催化剂、热、光、辐射等作用下进行聚合的方法。
自由基聚合、离子聚合、缩聚都可选用本体聚合。
气态、液态、固态单体均可进行本体聚合。
其中自由基本体聚合和液态单体的本体聚合最为重要。
用本体聚合法制备高吸水性树脂方法简单, 产品纯度高, 可根据成型的要求制成多种形状。
但本体聚合法也存在一些问题:(1)由于无散热介质, 随着反应的进行, 反应热难以排除, 加之凝胶效应, 易造成局部过热,严重者发生爆聚;(2)反应产物粘度很高, 易凝聚成固体, 反应产物不易出料。
因此, 本体聚合法已很少采用。
2 .2 溶液聚合法溶液聚合法是将单体和添加剂溶于适当溶剂中,经光照或加热、辐射、引发剂(或催化剂)的作用而进行聚合的方法。
溶液聚合法较为成熟, 应用广泛。
康红梅等采用溶液聚合法合成了聚丙烯酸系树脂, 吸水倍率达1430 g · g-1 , 吸盐水倍率达102 g ·g -1 。
张立颖等以机械活化淀粉和丙烯酸为原料,采用溶液聚合法合成了耐盐性较好的高吸水性树脂,吸水倍率为3100 g · g-1 , 吸盐水倍率达272 g · g-1 。
溶液聚合法生产成本较其它合成方法低, 操作简便, 适于较大规模生产, 但仍存在以下缺点:单体浓度较低, 聚合反应速率较慢;聚合物分子量较低, 颗粒分布不均匀, 吸水倍率低, 防潮性和流动性较差;溶剂分离回收费用高, 固体聚合物出料困难。
2 .3反相悬浮聚合法反相悬浮聚合法是以油相作为分散介质, 借剧烈搅拌和悬浮剂的作用, 使水溶性单体和引发剂分散成水相液滴悬浮于油相中进行聚合的方法。
悬浮聚合体系由单体、油溶性引发剂、水、分散剂四个基本组分组成。
贾振宇等采用反相悬浮聚合法, 通过AA/AM/AMPS(丙烯酸/丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)三元共聚制备的高吸水性树脂, 吸水倍率达1250 g · g-1 , 吸盐水倍率达225 g · g-1 。
反相悬浮聚合法聚合热易排除, 聚合过程稳定, 操作方便, 产品分子量较高, 成粒状, 吸水、耐盐、防潮性较好, 后处理简单, 成为引人注目的独特的聚合新工艺。
但由于原料成本高, 聚合过程采用间歇式生产, 效率较低, 目前难以实现工业化生产。
2 .4 反相乳液聚合法反相乳液聚合法是指水溶性单体在油性介质中借助乳化剂的作用, 并经强烈搅拌或振荡分散成乳液状态而进行聚合的方法。
其主要特点有:单体是亲水性或水溶性物质;乳化剂采用油包水型;引发剂为油溶性;聚合速率与产品分子量同时提高;粒径较小;最终产物可以是乳液, 也可破乳制成微粒粉末。
朱秀林等用反相乳液聚合法合成内交联型高吸水性聚丙烯酸钠, 吸水速率快, 在4 min 内吸去离子水倍率1800 g · g-1 , 吸盐水倍率150 g · g-1 。
2 .5 其它特殊合成方法除上述主要方法外, 还有其它一些特殊的制备高吸水性树脂方法, 如辐射聚合法、固相合成法、模板聚法、管道聚合法、槽式合成法、薄膜制备法等。
3高吸水性树脂国内外研究进展日本、美国和西欧在这一领域一直处于领先地位, 他们对淀粉接枝丙烯腈的工艺提出了很多改良方案, 并申请了专利,如用甲醇-水混合溶剂进行水解, 不仅解决了水解难题, 同时提高了吸水速率。
1975 年美国成功研究出“淀粉-聚丙烯腈接枝”的高吸水产品并进入市场;随后日本三洋化成公司考虑到丙烯腈单体残留在聚合物中会有毒性, 不安全, 而开发出“淀粉-丙烯酸交联性单体接枝共聚物” , 日本还于1978 年批准了高吸水性树脂应用于生理卫生材料, 并最先将它应用于卫生用品;UCC 公司还报道了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理, 合成非离子型高吸水性树脂, 其吸水性能力为2000 倍, 从而打开了合成非离子型高吸水性树脂的大门。
20 世纪80 年代后,欧、美、日各大化学公司相继开发出各种类型具有保水功能的高吸水性树脂, 并对制造方法、树脂性能、应用领域进行了大量的研究。
且随着日本和欧美等国纸尿布的迅速普及, 该类树脂的用量也迅猛增加, 如该类树脂的生产能力从1980 年的0.5 万t 增加到1990 年的20.7 万t , 1999 年又猛增到129.2 万t , 并以30 %的速度递增, 明显高于其它功能高分子材料。
我国对高吸水性树脂的研究起始于20 世纪80年代中期, 经过20 多年的发展, 全国已有数十家单位在从事高吸水性树脂的研究。
目前有关高吸水性树脂的专利和文献报道在逐渐增多, 如1982 年中科院化学所的黄美玉等人在国内最先以二氧化硅为载体, 聚-γ-琉丙基硅氧烷为引发剂, 制备出吸水能力为400 倍的聚丙烯酸钠类高吸水性树脂;季鸿渐等人采用丙烯酸和淀粉接枝共聚并用碱中和的工艺, 研制出了吸水率达2000 g·g-1的高吸水性树脂;朱秀林等人用反相乳液聚合法合成的内交联型高吸水性聚丙烯酸钠, 吸水速率快, 在4 min 内吸去离子水1800 g·g-1 , 吸盐水率为150 g·g-1 左右;路建美等人为了提高吸水性树脂的凝胶强度, 以丙烯酸和乌头酸为单体, 用K2S2O8 (过硫酸钾)-Na2S2O4(连二亚硫酸钠)作引发剂, 乙二醇缩水甘油醚为交联剂, 在水溶液中进行微波辐射共聚,制得吸水率为500 g·g-1 , 吸盐水率为75 g·g-1 , 保压吸水率为90 g ·g-1 的高吸水性树脂;崔英德等以丙烯酸为主要单体, 采用两段加料反应反相悬浮聚合法合成了一种具有软核硬壳结构的新型高吸水性树脂, 该产品吸水性和渗透性良好。
张立颖等以机械活化淀粉和丙烯酸为原料, 采用水溶液聚合法合成了耐盐性能较好的高吸水性树脂,其吸水率为3100 g·g -1 , 吸收0.9 %的氯化钠溶液能力为272 g·g-1 。