高吸水性树脂最新版PPT
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高吸水性树脂
在农业领域的应用
土壤改良：高吸水性树脂能吸收相当于其自身重量数百倍的水分可有效改善土壤湿度 和保水性能促进作物生长。
节水灌溉：通过使用高吸水性树脂可将灌溉水有效吸附并缓慢释放实现节水灌溉和 均匀供水。
农药和营养剂缓释：高吸水性树脂可以吸附农药和营养剂并在需要时缓慢释放提高农 药利用率和植物吸收率。
高吸水性树脂的制备方法主要包括化学合成和物理改性不同的制备方法可以得到不同性能的高吸水性树脂。
高吸水性树脂的分类
按原料分类：淀粉类、纤维素 类、其他天然产物类
按交联剂类型分类：羧甲基淀 粉、淀粉磷酸酯、纤维素黄原 酸酯等
按离子类型分类：阳离子型、 阴离子型、非离子型
按应用领域分类：农业、医疗 卫生、建筑材料等
高吸水性树脂的应用领域
卫生用品：用于生产婴儿尿布、成人失禁用品等 农业：用于土壤保水、植物生长调节剂等 医疗领域：用于吸收伤口渗出液、止血材料等 建筑材料：用于自修复混凝土、调节室内湿度等
化学合成法
原理：通过化学反应将原料转化为高吸水性树脂 优点：可控制产物的性质如吸水能力、分子量等 缺点：需要使用有机溶剂可能对环境造成污染 常用原料：丙烯酸、丙烯酰胺等单体
高吸水性树脂具有优异的保水性能 能够吸收相当于其自身重量数百倍 甚至上千倍的水分。
高保水性
在医疗领域高吸水性树脂可以用于 制造具有保湿功能的敷料和药物载 体促进伤口愈合。
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在土壤改良、节水农业、园艺等领 域高吸水性树脂的高保水性有助于 提高植物生长效率和抗旱能力。
高保水性还使得高吸水性树脂在化 妆品、个人卫生用品等领域具有广 泛的应用前景。
回收再利用：将废弃 的高吸水性树脂经过 处理后重新用于生产 新的高吸水性树脂或 其他用途。
高吸水性树脂最新版PPT(血脂)
医学知识
4
高亲水性树脂 应用
1
家居装修、装饰：
通过合理使用高吸 水性材料, 达到有效 调节室内环境, 降低 能耗的目的。
2
环境保护方面： 尤其是在气溶胶沉 降方面, 将高分子 吸水材料应用在矿 山企业路面抑制较 大颗粒尘埃以及空 气净化。
3
劳保防护用品： 高吸水性材料在添 加颜料后, 可用于 制作军服、消防服、 防化服、手套等用 品，可获得很好的 收汗效果。
联而成的产物；
另一种是由纤维素与亲水性单体接枝共聚产物。 纤维素改性高吸水性树脂的吸水倍率较低，同时亦存在
易受细菌的分解失去吸水、保水能力的缺点。
医学知识
21
高吸水性树脂
CH2OH
O O
OH
O
OH
活化 mCH2 CHCN
17.5%NaOH n-2
K+盐引发剂
CH2OH
O
OH O CH2
O
n-2
医学知识
3
高吸水性树脂
• 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。因而在生理卫生用品、土 木建筑、食品、农业、医药等方面具有广阔的应用前景。
• 淀粉系高吸水性材料，主要是指以淀粉为骨架，通过与其 他单体接枝共聚形成的一类高分子材料。目前纤维素系高 吸水性材料发展迅速，产品种类和应用领域不断扩大，已 成为高吸水性材料的主要产品之一。
第七节 几种重要的凝胶
这里介绍几种重要凝胶的基本情况， 它们不仅在胶体化学中具有许多典型性质、 在工业或科研中也具有实际意义。
医学知识
1
一、高吸水性树脂材料
医学知识
2
高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料, 不仅应含有 相当多的亲水基因，而且本身还要不溶于水。近20多年来， 人们研究了亲水性天然多羟基骨架高分子和亲水性合成高 分子的接枝共聚体(例如淀粉—丙烯脂接枝共聚水解物、 淀粉—丙烯酸接枝共聚物)，发现它们具有很高的吸水能 力，这些聚合物的吸水量可达到自身质量的500—1000倍， 最高的达5300倍。因此它们可以认为是一种新型超高吸 水性材料，可作为液体吸收剂、土壤保水剂、化妆品增稠 剂等。这里介绍H—SPAN水凝胶的合成原理、制备实例 和特性。
《高吸水性树脂》PPT课件
CH2 CH
+ CH2 CH R CH CH2
COOH
引发剂
丙烯酸直接 聚合皂化法
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COOH
R
COOH
R
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
C O O NHa
C O O NHa
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
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第二节 高吸水性树脂的分类
2. 纤维素类高吸水性树脂
纤维素类高吸水性树脂的制备是1978年由德国赫尔斯特（Holst） 公司首先报道的。
纤维素类
纤维素与一氯醋酸反应引入羧甲 基后，用交联剂交联而成的产物。
纤维素与亲水性单体接枝共聚产物。
优点：原料来源丰富。 缺点：吸水倍率较低。也易受细菌分解失去吸水、保水能力。
优点：原料丰富，产品吸水率较高，可达千倍以上。
缺点： 而失去吸水保水作用。
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第二节 高吸水性树脂的分类
支链淀粉
淀粉结构
直链淀粉
H OH
O HO
上一内容
HO
OH
H H
OH
O HO
HO
H H
H
OH
O HO
OH
HO
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第二节 高吸水性树脂的分类
原料
糊化
通氮净化
产品
粉碎
调PH 干燥 离心中和
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第二节 高吸水性树脂的分类
(2)日本三洋化成公司采取的改进方法是将淀粉和丙烯酸在引发剂 作用下进行接枝共聚。这种方法的单体转化率较高，残留单体仅 0.4％以下，而且无毒性。
高吸水性树脂的前沿动态ppt实用资料
对较少，尤其是国内的研究。导致理论研究相对滞后。产品的研发过程带来 目前高吸水性树脂的复合化主要集中在吸水树脂中添加一定量的无机物材料如高岭土、膨润土等。
通过单体接枝反应生产高吸水性树脂称为目前高吸水性树脂研究的热点之一。 因此，开发利用廉价的天然资源作为合成原料，如纤维素、淀粉、甲壳素等天然多糖类高分子化合物。 若树脂的可降解性能差，带来环境问题的同时影响了其功效。 导致理论研究相对滞后。
1 前沿动态
树脂的复合化
目前高吸水性树脂的复合化主要集中
为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 导致理论研究相对滞后。
在吸水树脂中添加一定量的无机物材 因此，开发利用廉价的天然资源作为合成原料，如纤维素、淀粉、甲壳素等天然多糖类高分子化合物。
通过单体接枝反应生产高吸水性树脂称为目前高吸水性树脂研究的热点之一。 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。 若树脂的可降解性能差，带来环境问题的同时影响了其功效。 为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。
1 前沿动态
相关理论研究
目前，高吸水树脂的研究主要集中在合成和应用开发新产品上，涉及吸水机
理、结构和性能关系与高吸水树脂的溶胀和凝胶的传质过程等方面的研究相 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。
为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。
通过单体接枝反应生产高吸水性树脂称为目前高吸水性树脂研究的热点之一。 因此，开发利用廉价的天然资源作为合成原料，如纤维素、淀粉、甲壳素等天然多糖类高分子化合物。 若树脂的可降解性能差，带来环境问题的同时影响了其功效。 导致理论研究相对滞后。
1 前沿动态
树脂的复合化
目前高吸水性树脂的复合化主要集中
为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 导致理论研究相对滞后。
在吸水树脂中添加一定量的无机物材 因此，开发利用廉价的天然资源作为合成原料，如纤维素、淀粉、甲壳素等天然多糖类高分子化合物。
通过单体接枝反应生产高吸水性树脂称为目前高吸水性树脂研究的热点之一。 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。 若树脂的可降解性能差，带来环境问题的同时影响了其功效。 为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。
1 前沿动态
相关理论研究
目前，高吸水树脂的研究主要集中在合成和应用开发新产品上，涉及吸水机
理、结构和性能关系与高吸水树脂的溶胀和凝胶的传质过程等方面的研究相 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。
为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 为此，开发可降解性高吸水性树脂是现在国内外研究的主流之一。 目前制造高吸水性树脂的合成原料大多是石油产品，收到石油资源日益匮乏的限制，高吸水性树脂的造价不断上升，影响了高吸水性树脂的广泛使用。
PPT高吸水性树脂ppt课件
2018/11/20
SAP
Ab s o rb e nt po lym e r
超强吸水高分子材料综述
普通吸水材料
纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等。 吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为
自身重量的20倍左右，
Super
水性很差。
2018/11/20
一旦受到外力作用，则很容易脱水，保
Ab s o rb e nt po lym e r
超强吸水高分子材料综述
普通吸水材料
60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树
脂。这是一种含有强亲水性基团并通常具有一 定交联度的高分子材料; 它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重 量的500～2000倍，最高可达5000倍; 吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性， 即使受压也不易挤出; 吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。
用交联剂网状化反应； 自身交联网状化反应； 辐射交联； 在水溶性聚合物中引入疏水 基团或结晶结构。 粉末状； 颗粒状； 薄片状； 纤维状。
高吸水性树脂是高分子电介质，对含有离 子的液体吸收能力显著下降，因此，产品的净 化程度对吸水率影响很大。通常采用渗析、醇 沉淀、漂洗净化，再用碱中和处理。产品的最 终形式随净化和干燥的方式而异。醇沉淀及鼓 风干燥的一般为粒状产品；渗析和酸沉淀及转 鼓干燥的一般制成膜，也可加工为粒状；若用 冷冻干燥，则可制得海绵状产品。这些形式都 有各自的独特用途。
Super
2018/11/20
Ab s o rb e nt po lym e r
从化学组成和分子结构看，高吸水性树
脂是分子中含有亲水性基团和疏水性基团 的交联型高分子。 从直观上理解，当亲水性基团与水分子 接触时，会相互作用形成各种水合状态。
SAP
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超强吸水高分子材料综述
普通吸水材料
纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等。 吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为
自身重量的20倍左右，
Super
水性很差。
2018/11/20
一旦受到外力作用，则很容易脱水，保
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超强吸水高分子材料综述
普通吸水材料
60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树
脂。这是一种含有强亲水性基团并通常具有一 定交联度的高分子材料; 它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重 量的500～2000倍，最高可达5000倍; 吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性， 即使受压也不易挤出; 吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。
用交联剂网状化反应； 自身交联网状化反应； 辐射交联； 在水溶性聚合物中引入疏水 基团或结晶结构。 粉末状； 颗粒状； 薄片状； 纤维状。
高吸水性树脂是高分子电介质，对含有离 子的液体吸收能力显著下降，因此，产品的净 化程度对吸水率影响很大。通常采用渗析、醇 沉淀、漂洗净化，再用碱中和处理。产品的最 终形式随净化和干燥的方式而异。醇沉淀及鼓 风干燥的一般为粒状产品；渗析和酸沉淀及转 鼓干燥的一般制成膜，也可加工为粒状；若用 冷冻干燥，则可制得海绵状产品。这些形式都 有各自的独特用途。
Super
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Ab s o rb e nt po lym e r
从化学组成和分子结构看，高吸水性树
脂是分子中含有亲水性基团和疏水性基团 的交联型高分子。 从直观上理解，当亲水性基团与水分子 接触时，会相互作用形成各种水合状态。
功能高分子化学-2高吸收树脂ppt课件
提高土壤的透水性和通气性
混合Aqua Keep的土壤的透水系数
土壤
Aqua Keep4S的含量〔质量〕
透水系数〔20℃〕/cm.S-1
砂土 水田土壤
对土壤% 0
0.3 0
初次 1.3×10-3 1.1×10-3 1.0×10-4
第二次 6.2×10-4 5.7×10-3 7.8×10-5
0.3
7.0×10-5
2.12 高吸油性树脂的分类
聚丙烯酸酯类 聚氨酯泡沫类
按原料
聚降冰片烯类 聚丙烯酸酯复合材料 其它烯类
2.13 高吸油性树脂的吸油实际
构造
具有网状交联构造， 大分子链上有大量的亲油基团
吸油过程：起初分子为分子分散控制，当少量油分 子进入后缺乏以使高分子链段展开，仍处于卷曲缠 绕。当进入足够量的油，分子链段伸展，网络中只 需共价键结合的交联点存在，当高分子链伸展到一 定程度，与弹性回缩力达成平衡。
2.5.2 纤维素为原料
2.5.3 聚丙烯酸体系
H-C=C-R1
H COOR2
交联剂交联法
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
C=O COONa COOH C=O COOH COONa
O
O
CH2 CHOH CH2 O
C=O
CH2 CHOH CH2 O
被脱水物高吸水性树脂高浓度蔗糖溶液基板薄膜接触脱水薄板结构示意图29在工业方面的应用可作为增稠剂和润滑剂防止水分渗透的堵水剂水泥管道连接的密封材料工业脱水材料及亲水性有机物的分离210在人工智能材料方面的应用一电刺激收缩功能凝胶将已吸水膨胀的高分子电解质凝胶插入正负电极加直流电压出现凝胶迅速而且可逆收缩的现象
高吸水保水高分子优秀PPT
❖ 我国高吸水高分子材料研究进展
❖ 20世纪80年代起步
起步晚！
❖ 主要参与单位：化学所、长春应化所、广化所、 武汉大学、华东理工、四川大学、北京化工大
学、吉林大学、华南理工、天津大学、西安交
大、湘潭大学等40多个科研单位
❖ 差距：论文多，专利技术少
三、高吸水高分子材料的分类
❖ 根据交联反应类型分 ①用交联剂交联在材料体内形成网络结构，如多反应
水性能优于单一基团
三、高吸水高分子材料的分类
❖ 按亲水基团引入的方法，高吸水保水材料可以分为： ①亲水性单体聚合； ②疏水性单体羧羟甲基化反应； ③亲水性单体与疏水性单体接枝反应； ④氰基、酯基的水解反应等类型
❖ 产品形状可分为：粉末状、球状、纤维状、薄膜状、 乳液状、块状等多种形态
四、高吸水高分子材料的结构特征
高吸水保水高分 子Biblioteka 一、 什么是吸水和保水材料？
➢ 吸水保水材料 ➢ 高吸水保水材料
吸水
二 、高吸水高分子材料的发展
20世纪50年代，美国Goodrich公司开发了交 联聚丙烯酸；保罗·弗洛里通过大量的实验研究， 建立了高分子凝胶吸水理论，也称Flory吸水理 论，为高分子吸水保水材料的发展奠定了坚实 的基础。
❖ 高吸水性树脂是在水溶性聚合物的基础上 通过交联水解技术制得,它具有低交联度、高 溶胀率、不溶于水的结构和性能特征。
❖ 从化学结构看,高吸水性树脂主链或侧链上 含有亲水性基因如羟基、酰胺基、羧基、磺 酸基等;从物理结构看,这是一个低交联度的三 维网络。
高吸水高分子的吸水机理
②疏水性单体羧羟甲基化反应； 5由3我5①交四④性高保我四从网五按2四73②25②从网五保③ 产三00在于国用联、水的吸湿国、化络、亲、阴化络、湿阳品、在在在在在世世通食基 高 交 剂 高 溶 高 水 、 高 高 学 。 高 水 高 离 学 。 高 、 离形 高石日石日石纪纪过品团吸联交吸性吸高润吸吸结吸基吸子结吸润子 状吸油用油用油55反00工间水剂联水聚水分滑水水构水团水系构水滑系 可水化化化化化年年应业的高交的高合性子性高高看高引高:看高性分高工学工学工代代物如:如方协分联水分物聚的；分分分入分分；为分,,方方方方方，，的高羧高叔面同子在溶子导合吸子子子的子子：子面面面面面美美自吸酸吸胺的效材材性材入物水材材材方材材粉材的的的的的国国交水类水类应应料料聚料疏等机料料料法料料末料应应应应应GG联性、性、用，研体合的水。理研的的，的的状的oo用用用用用形树磺树季oo一究内物结基究结应高结应、分dd成脂酸脂铵rr般进形等构或进构用吸构用球类iicc网主类主类hh多展成；特形展特水特状络公公链、链等基网征成征保征、结司司或磷或团络结水纤构开开侧酸侧类结晶材维，发发链类链的构度料状如了了上等上吸，较可、聚交交含含水如高以薄丙联联有有性多的分膜烯聚 聚亲亲能反聚为状酸丙丙水水优应合：、盐烯烯性性于官物乳、酸酸基基单能使液聚；；因因一团之状丙如如基交不、烯羟羟团联溶块酰基基剂于状胺、、交水等等酰酰联，多的胺胺的如种自基基水聚形交、、溶丙态联羧羧性烯；基基聚酸、、合与磺磺物含酸酸，长基基多链等等价（;;从从金C物 物1属2理理～离结结C子构构2交0看看）联,,的这这的醇是是水进一一溶行个个性酯低低聚化交交合反联联物应度度、得的的高到三三分不维维子溶 ④氰基、酯基的水解反应等类型
高吸水性树脂
• 合成树脂系列：合成系高吸水保水材料是 20 世纪 70年代后讯速发
展起来的，是目前高吸水保水材料中发展最迅速、品种最多、产量最 大的一类高分子聚合物。主要由单体(主要有丙烯酸、丙烯腈、丙烯 酰胺、乙烯醇等)在交联剂作用下进行聚合/交联而成。与淀粉系、纤 维素系相比，合成系 SAP制备工艺简单、吸水、保水能力强，但其单 体的残留大、不易被降解，属于非环境友好材料。 • 其它天然物及其衍生物系列：其制备原理是将天然高分子进行化学改 性，在其分子上引入亲水基团，然后在交联剂的作用下形成网状结构。 研究较多的是纤维素衍生物的交联产物。以果胶类、海藻酸、肝素类、 壳聚糖类及有关衍生物等天然高分子为原料也可合成可降解的 SAP。 这些吸水性树脂虽然生物降解性好，原料来源广，但由于工艺复杂、 价格昂贵，无法工业化生产，目前难以推广。除了羧甲基纤维素交联 物外，其它品种均处于实验室阶段。
高吸水性树脂的应用
卫生用品：SAP最具规模的应用领域就是卫生行业，由于 SAP具有吸收率高，吸液量大，保液性好，且安全无毒和 重量轻等优点，因而卫生用品生产厂家把之添加在婴儿纸 尿裤、妇女卫生用品、成人失禁垫、宇航员尿袋和医用衬 垫内。其中高吸水性树脂用于婴儿纸尿裤等个人卫生用品 约占95％。 农业生产：研究表明，高吸水性树脂可以有效地抑制水分 的蒸发, 防止土壤中的水分流失, 并减小土壤的容重, 加 入旱田中可将农作物的产量提高20% 左右。用沥青铺底, 上面撒上一些高吸水性树脂, 再铺上一层十几厘米厚的土 层, 种植上几年农作物以后就可以将沙漠绿化. 这是治理 沙漠的一个重要途径, 在撒哈拉沙漠已经取得了成功. 这 对沙漠化越来越严重的我国来说有着极其重要的意义。
高吸水性树脂的分类
• 淀粉系列:淀粉是一种可再生、来源广泛的天然高分子化合物。
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高亲水性树脂
合成系---淀粉接枝聚合反应常为 个阶段 合成系 淀粉接枝聚合反应常为3个阶段 淀粉接枝聚合反应常为
第一阶段
链的引发
第一步先在淀粉链上形成自由基 第二步由自由基引发单体 以硝酸铈铵引发剂为例： 以硝酸铈铵引发剂为例：
高亲水性树脂
若用M表示人工高分子单体， 若用 表示人工高分子单体，在与具有自由基的淀粉相遇 表示人工高分子单体 时，产生接枝反应： 产生接枝反应：
高亲水性树脂
阶段1 阶段 阶段2 阶段
三、吸水原理
阶段3 阶段
较慢。通过毛细 较慢。通过毛细 管吸附和 管吸附和分散作 吸水。 用吸水。
水分子通过氢键与 水分子通过氢键与 氢键 树脂的亲水基团作 用, . 亲水基团离解, 离 亲水基团离解 子之间的静电排斥 力使 树脂的网络扩张。 树脂的网络扩张。
LOGO
高吸水性树脂材料
组员：
徐敏珊 30320082200068 薛 娜 30320082200071
许国云 30320082200070 姜 玲 30320082200023
钟凤容 30320082200094 庄静雯 30320082200097
高分子化学小组报告
目录
1
报告摘要 2 3 应用前景 吸水原理
区 别 与 联 系
纤维素系
抗霉解性优
合成系
工艺简单吸水、 保水能力强 吸水 速度较快耐水解， 吸水后凝胶强度大 ，保水性强.抗菌 性好.但可降解性
缺 点
合成工艺复杂，易腐败，耐热性不佳 ，吸水后凝胶强度低，长期保水性差，耐 水解性较差。
优 点
储量丰富，可不断再生，成本低;无毒 且能微生物分解，可减少对环境的污染。
例如： 例如：M 为丙烯酸或丙烯腈
高亲水性树脂
第二阶段为链增长阶段 第二阶段为链增长阶段
由于自由基的转移使支链端部一直保留自由基， 由于自由基的转移使支链端部一直保留自由基， 此链式反应得以继续下去。 因此链式反应得以继续下去。
这样就形成了n 个单体聚合成的侧链。 这样就形成了 个单体聚合成的侧链。
4
制备方法
高亲水性树脂
一、报告摘要
高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料, 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。因而在生理卫生用品、土木建筑、食 品、农业、医药等方面具有广阔的应用前景。 淀粉系高吸水性材料，主要是指以淀粉为骨架，通过与其 他单体接枝共聚形成的一类高分子材料。目前纤维素系高 吸水性材料发展迅速，产品种类和应用领域不断扩大，已 成为高吸水性材料的主要产品之一。 本报告介绍了高吸水性树脂的应用前景、吸水机理以及制 备方法, 并对高吸水性树脂的存在的一些不足及可发展方 向进行概述。
共 同 点
均是葡萄糖的多聚体，可以采用相类 似的单体、引发剂、交联剂进行吸水树脂 的制备
差.适用于工业生 产
本项目不足之处与可发展方向
存在问题与发展方向 目前, 国内吸水性材料仍面临种类少, 成本高的问题, 使 得其应用范围受到限制。 结合该材料的特点和我国的具体状况,高吸水性材料应 该着重向以下几个方面发展。 ( 1) 拓宽合成渠道, 简化生产工艺, 降低生产成本; ( 2) 深入理论研究, 探索作用机理; ( 3) 加大环保力度, 开展/ 绿色0可降解研究进度; ( 4) 拓宽应用领域, 加大复合型材料开发力度。
随着吸水量的增大, 随着吸水量的增大 网络内外的渗透压 差趋向于零;而网络 差趋向于零 而网络 扩张的同时,其弹性 扩张的同时 其弹性 收缩力也在增加,逐 收缩力也在增加 逐 渐抵消阴离子的静 电排斥,最终达到 最终达到吸 电排斥 最终达到吸 水平衡。 水平衡。
3
劳保防护用品： 劳保防护用品： 高吸水性材料在添 加颜料后, 加颜料后, 可用于 制作军服、消防服、 制作军服、消防服、 防化服、 防化服、手套等用 品，可获得很好的 收汗效果。 收汗效果。
超强吸水高分子材料
SAP的用途广泛:
用途
女性卫生用品
医用吸水胶布
超强吸水高分子材料
用途
植物养护泥
各式吸潮剂
高吸水性树脂
聚丙烯酸盐类 聚丙烯腈 水解物
合成系高亲水性 树脂制备 类别
醋酸乙烯酯 共聚物 改性聚 乙烯醇类
合成系高吸水性树脂
（1）聚丙烯酸盐类 目前生产最多的一类合成高吸水性树脂， 由丙烯酸或其盐类与具有二官能度的单体共聚而成。 制备方法有溶液聚合后干燥粉碎和悬浮聚合两种。 吸水倍率较高，一般均在千倍以上。
高亲水性树脂
第三阶段为链的终止 第三阶段为链的终止
随着反应不断进行，支链数目及其长度不断增加。 随着反应不断进行，支链数目及其长度不断增加。 单体浓度不断降低， 单体浓度不断降低，自由基相互碰头的机会也越来 越多，增长的活性链头端有单独电子， 越多，增长的活性链头端有单独电子，当两个自由 基相遇时，单独电子消失而使链终止。 基相遇时，单独电子消失而使链终止。
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高亲水性树脂
1
家居装修、 家居装修、装饰： 通过合理使用高吸 水性材料, 水性材料 达到有效 调节室内环境, 调节室内环境 降低 能耗的目的。 能耗的目的。
二、应用前景
2
环境保护方面： 环境保护方面： 尤其是在气溶胶沉 降方面, 降方面 将高分子 吸水材料应用在矿 山企业路面抑制较 大颗粒尘埃以及空 气净化。 气净化。
微观结构
淀粉－聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图
多孔网状结构
原料
糊化
通氮净化
产品
粉碎
调PH 干燥
离心中和
高吸水性树脂
纤维素系超高吸水高分子 纤维素结构
O
O O
O O
O O
纤维素改性高吸水性树脂的两种形式
一种是纤维素与一氯醋酸反应引入羧甲基后用交联剂交 联而成的产物； 另一种是由纤维素与亲水性单体接枝共聚产物。 纤维素改性高吸水性树脂的吸水倍率较低，同时亦存在 易受细菌的分解失去吸水、保水能力的缺点。
高吸水性树脂
CH2OH
O O
CH2OH
O
活化
mCH2
CHCN K+盐引发剂
O
OH O
CH CH2 CN m n-2
OH
O
17.5%NaOH n-2 OH
OH
高吸水性树脂
CH2OH
O
水解
NaOH
O
OH
O
CH2 n-2 OH
CH
y
CH2
CH
中和
x
湿料
2HNOC
COONa
沉析
烘干
粉碎
纤维素吸水树 脂干料
高亲水性树脂
三、吸水原理
网络内外产生渗透压，水分进一步渗入
吸水剂微球吸水过程 的体积变化示意图
（外）
H2O 交联点 （内）
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高吸水性树脂
四、制备
分类
淀粉系
SAP
合成高分子系
纤维素系
高亲水性树脂
淀粉系超高吸水高分子材料
超强吸水剂的研究起源于淀粉系 淀粉结构 支链淀粉 直链淀粉
H OH H O HO H H OH O HO H OH H O HO H H OH O H O H O H OH
O OH
高亲水性树脂
通过化学或高能射线辐照方法活化淀粉大分 子，使所希望的低聚物成为一个“支链状”接 到淀粉大分子上。接枝变性淀粉的结构与原淀 粉有较大差异，不仅具有淀粉的主链结构，还 具有一定聚合度接枝支链结构，此为第三代变 性淀粉. 淀粉的接枝共聚是通过自由基反应来实现的。 常用引发剂：硫酸亚铁胺、过硫酸铵、双氧 水、硝酸铈盐等
合成系高亲水性树脂 （4）改性聚乙烯醇类 由聚乙烯醇与环状酸酐反应而成，不需外加交联剂 即可成为不溶于水的产物。由日本可乐丽公司首先 开发成功， 吸水倍率为150～400倍，虽吸水能力较低，但初 期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好，故是一 类适用面较广的高吸水性树脂。
淀 粉 系
价格低廉、生物降解性能好
合成系高吸水性树脂
（2）聚丙烯腈水解物 将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联剂交联， 即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水解后用氢氧化 钠交联的产物即为此类。 由于氰基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较 低，故吸水倍率不太高，一般在500～1000倍左右。
合成系高吸水性树脂
（3）醋酸乙烯酯共聚物 将醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯进行共聚，然后将产 物用碱水解后得到乙烯醇与丙烯酸盐的共聚物，不 加交联剂即可成为不溶于水的高吸水性树酯。 在吸水后有较高的机械强度，适用范围较广。