高吸油性凝胶
高吸水树脂
高吸水树脂高吸水性树脂（Super Absorbent Polymer, 简称SAP），通用名高吸水树脂、吸水树脂，用于不同行业又有专业俗称如农林保水剂、光缆阻水粉、高分子吸水珠、人工水晶泥、蓄热蓄冷剂等。
kl-sap主要化学成分是低交联型聚丙烯酸钠盐，属新型功能高分子吸水材料。
它能吸收比自身重几百或上千倍的无离子水。
吸水后即成凝胶状，即使加压也很难挤出水来。
具体特性如下：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。
3.高保水性吸水后的凝胶在外加压力下，水也不容易从中挤出来。
4.高膨胀性吸水后的高吸水树脂凝胶体体积随即膨胀数百倍。
5.吸氨性低交联型聚丙烯酸盐型高吸水性树脂其分子结构中含有羧基阴离子，遇氨可将其吸收，有明显的去臭作用。
6.安全性送样经江苏省卫生防疫站检测属无毒、无刺激。
详见江苏省卫生防疫站质量检测报告书[（毒）字第20000097号]。
具体指标如下：(执行标准Q/320682RYM01-2009)附：规格按颗粒大小分有：kl-5,kl-40,kl-80,kl-120,kl-150,kl-300按应用要求分有：速膨松散型(A)和缓膨增粘型(B)凯姆勒化学技术（北京）有限公司吸水材料部门是专业从事高吸水性树脂的技术研发、生产及推广应用的高新技术跨国联合体，与国外在该领域有着先进经验的技术专家和科研机构共同合作，同时还和国内重点科研院校共同承担该领域的专项课题的研发工作。
我们研制生产的各种性状的高分子吸水树脂已在农业、林业、园艺、工业生产、医疗卫生、日用化妆品及特殊领域广泛应用。
农林园艺：抗旱、保墒、节水、土壤润湿剂，用于种子包衣、人工草坪、育种移栽、无土栽培、土壤保水、苗木运输、花卉。
卫生用品：卫生巾、婴儿纸尿布、成人失禁垫片、吸水纸。
医疗医药：吸水、防粘接、缓释用，用于纱布、软膏、绷带、冰袋、缓释性药物。
工业生产：吸水、止水、增稠，用于膨胀橡胶、密封条、电缆止水条、电池、涂料、油水分离。
凝胶
不同凝胶结构间的区别主要表现在质点形状、质 点的刚性或柔性、质点之间联结的性质等3个方 面。 凝胶中由分散相颗粒间相互联结形成骨架，按 凝胶中由分散相颗粒间相互联结形成骨架， 其作用力不同分为3种情形 种情形。 其作用力不同分为 种情形。 (1)以范德华力形成的凝胶骨架 (1)以范德华力形成的凝胶骨架 其结构稳定性差，在外力作用下容易受到破坏。 其结构稳定性差，在外力作用下容易受到破坏。但 放置后又可以恢复，表现出触变特性。 放置后又可以恢复，表现出触变特性。 凝胶，未经硫化的橡胶等。 如Fe(OH)3凝胶，未经硫化的橡胶等。
9
二、 凝胶的形成
1. 凝胶形成的基本条件
(1)降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以 “胶体分散状态”析出； (2)析出的质点既不沉降，也不能自由行动，而 是构成骨架，通过整个溶液形成连续的网状结 构。
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2. 凝胶形成的方法
(1)改变温度 2%得甲基纤维素水溶液加热到50~60℃成凝胶。 (2)加入非溶剂 固体酒精是由高级脂肪酸钠盐与乙醇混合制得； Ca(Ac)2的饱和水溶液加入乙醇，可形成凝胶。
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H2SiO42水玻璃
OH HO Si O O
2-
H3SiO4-
H+
H4SiO4
H+
H5SiO4+
H
+
OH HO Si OH O
－
H+
OH HO Si OH OH
H+
OH HO Si OH OH2
+
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1 H2SiO42水玻璃
2 H3SiO4-
H+
3 H4SiO4
OH OH
H+
4 H5SiO4+
各类高吸水性树脂比较
一、高吸水性树脂简介高吸水性树脂（在石油行业也称水膨体、体膨型聚合物、预交联凝胶等）是上世纪70年代迅速发展的一类新型功能高分子材料，它含有强亲水性基团，并具有一定的交联度，不溶于水，也不溶于有机溶剂，其特点是能够吸收达到自身总量的几百倍乃至几千倍的水，并且吸水速度快，吸水后成为一种被水高度溶胀的无色透明凝胶，即使施加压力也难以使水挤出，显示奇特的吸水、保水功能。
因此它一出现，便在农林园艺、医疗及生理卫生、建材、食品等领域得到广泛的应用。
高吸水树脂的制备方法主要有溶液聚合法、悬浮聚合法、反相悬浮聚合法和本体聚合法等。
高吸水性树脂的合成方法主要有本体聚合、溶液聚合、反相悬浮聚合和反相乳液聚合等几种方法。
高吸水树脂的溶液聚合方法主要有：反相悬浮聚合、反相乳液聚合和水溶液聚合。
吸水后的树脂内部存在3种状态的水，即结合水、束缚水、自由水。
结合水是水以一系列分子层在凝胶的内外表面溶剂化所形成的；在结合水的外层也有一层水，也具有一定的定向性，称为束缚水；最外层为自由水，由于与树脂以氢键结合，形成一体，故很难挥发。
温度升高，使分子热运动加剧，一部分自由水就挥发掉了，保水率下降。
目前根据制备高吸水性树脂的原料来源不同，高吸水性树脂大致可分为三大系列：淀粉系、纤维素系和合成树脂系。
淀粉类制备工艺复杂，产品耐热性能差，易腐烂变质，难以长期保存；纤维素类综合吸水性能相对较差；合成树脂类，尤其是聚丙烯酸盐类则由于原料来源丰富、价格低廉、能够防腐防变、长期保存、综合吸水性能优良等特点，因而成为当前研究的重点。
合成树脂系高吸水性树脂的主要产品有聚丙烯酸类：聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸与丙烯酰胺共聚；聚乙烯醇类：聚乙烯醇一酸酐交联共聚；醋酸乙烯一丙烯酸脂共聚水解等。
树脂的反复吸液性能测定所谓反复吸液能力是指树脂能够吸液、释放所吸液体并能多次重复进行这一过程的能力，它可用重复吸液次数和每次的吸液率来表示。
随着吸液次数的增加，吸水率略呈下降趋势，这是由于当树脂第一次吸液后，水分子进入树脂内部，部分水与树脂分子链上的亲水基团形成氢键，使之从自由水转变为结合水，在第一次吸液过滤后的干燥过程中，结合水无法全部除去，导致在尚未进行第二次吸水前其网络内就有少量水存在，降低了树脂结构内外的渗透压差值，使吸水推动力下降，故后一次吸水量减少。
美科学家发明新型吸油凝胶剂
度， 而且可以提高轴承的使用寿命和效率。 采用高性能 ＶＣ Ｒ Ｘ Ｐ Ｅ ＩＴ Ｅ Ｅ Ｋ轴承保持架的赛车在 ２０ 年奥运 ０８ 会和 ２０ 年环法 自行车赛上大放异彩。 ０９ 目前 ，Ｏ 正在跟其他公司 ＲＳ 合作开发用于可持续能源领域的全球最大的轴承保持架，该款轴承 直径 可达 ３ｍ， 同样采 用 Ｖ Ｃ Ｒ Ｘ Ｐ Ｅ 物制 成 。 ＩＴ Ｅ Ｅ Ｋ聚合
材料科学家们还发现 ， 骨头的断裂视负荷程度有所不同， 这为生 产商根据不 同的冲击速度来选择防护材料提供 了新的依据 ， 无论是
用于 运动装 备 、 军用盔 甲、 汽车 内饰还 是潜 水艇 。 以 Ｎ Ｕ Ｐ ｌ 机 械 工程 系的 Ｎ ｋ ｉＧ ｐａ与 纽 约大 学 生物 材料 Ｙ — ｏｙ ｉｈｌ ｕ ｔ 和仿 生学 系 的 ＰｕｏＣ ｅ ｏ 责牵 头 的这一 科研 小组 ，最 近对 兔子 ａｌ ｏｌ 负 ｈ
滑、 刚性 更 好 ， 将其 用 于 自行 车 中轴 的话 ， 但能 够保 证 自行 车 的速 不
测试中，研究人员将少量凝胶 剂加入水与原油 、柴油和汽油等不 同油种 的混合 液 中 ，凝胶 剂与 油立 刻形成胶状物并与水分离。胶状物 结合非常紧密 ，即使翻动它也不会 “ 漏油”适用于收集水面油污。 ， 新型凝 胶剂 吸附 油污后 ，通过 简单真空蒸馏 ，就能完全分离油和 凝胶剂 ， 使两者均得到再利用。 这种 凝 胶剂还 具有 成本低 、 易生 产 、 毒 无 和可降解等特点。
的典范 。
的情况下 ， 其造成的损伤和硬物冲击无异。 纽 约 大学 和纽 约 大学 理 工学 院在 一 份新 闻稿 中说 ， 这些 新 发现 将有助于判断隐藏 的爆炸冲击波和运动伤害。 此外还能改变对在受
伤后无 法 马上 发现 伤 处 、 其 症状 随 时 间不 断加 重 的军 人 和足球 运 但 动员的 诊断方 法 。
阴离子型高吸水性树脂凝胶的响应性能[1]
![阴离子型高吸水性树脂凝胶的响应性能[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/57dd7905cc17552707220827.png)
２．２有机溶剂浓度对高吸水性树脂溶胀速率 的影响
本文对两类高吸水性树脂在相变点前的吸 水速率随乙醇浓度的变化进行了研究，如Ｆｉｇ．
万方数据
７６
高分子材料科学与工程
ห้องสมุดไป่ตู้
２００８正
３及Ｆｉｇ．４所示。由图中可以看出，对同一树 脂，所吸收的液体中乙醇的含量越高，其吸水速 率越慢。这是由于低极性的乙醇的加入减弱了 一ＣＯＯ一之间的相互排斥作用，并降低了树脂 网络内外的渗透压差，降低了树脂的吸水速率。
参考文献： ［１ １ Ｏｒｍｄ涵ａ Ｈ，Ｒ∞阻Ｊ Ｇ，Ｐａｒｋ Ｋ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
Ｒｄｅ∞ｅ，２００５。１０２（１）：３～１２．
［２１ ｚｒ垃ｎｇＹＯ，ＴａｎａｋａＴ，ＳｈｌｂａｙｍｍＭ．Ｎａｔｕｒｅ，１９９２，３６０
（１２）：１４２．． ［３】ｈｌ拓Ｊ Ｆ，Ｗｅｉｃｈｅｎｌｕｍ Ｋ，Ａｋｄｅｍｉｒ Ｏ，ｅｔ ａ／．
离子强度的关系进一步证明了此观点。
Ｆｉｇ．６
Ｉｎｆｌｕｅｍ＇ｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｎ ｔｈｅ ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｆｉｇ．４
Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ＣＭＣＩＳ－ｇ－ （ＰＡＡＮａ－ｏｏ－ＰＶＰ）ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｐｏｌｙｍｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｏｒ，ｈｏｌ
第２４卷第４期
高分子材料科学与工程
２００８年４月ＰＯＬＹＭＥＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
ｖ０１．２４，№．４
Ａｐｔ．２００８
胶体与界面化学课程教学大纲
考试：40%。主要考核对化学的基本原理和化学工作者的思维方式的掌握程度。
Homework
10%
Performance
30%
Seminar
20%
Final Exam
40%
*教材或参考资料
(Textbooks & Other Materials)
教材：
《胶体与表面化学》（第四版），沈钟、赵振国、康万利，化学工业出版社，2012
参考书：
《应用胶体与界面化学》，赵振国，化学工业出版社，2008
《表面活性剂胶体与界面化学基础》，崔正刚，化学工业出版社，2013.
《胶体科学》，(荷)M.A.Cohen Stuart，阎云译，科学出版社，2012.
《物理化学》，傅献彩等编，第五版，高等教育出版社
其它
（More）
备注
（Notes）
备注说明：
课程性质
(Course Type)
选修课。
授课对象
（Audience）
化学、化工、应用化学、生物学、药学、环境及材料相关专业。
授课语言
(Language of Instruction)
中文或英文
*开课院系
（School）
化学化工学院
吸油材料
1 吸油性能作为吸油材料，其应当具有相当的吸油性能，同时应当拒水，以达到材料含油多含水少，最大限度吸油的性能，同时，若是应用于海面的油污染，拒水性能同样应该是很重要的影响因素。
吸油材料的吸油原理：吸油材料可分成天然和化学合成两大类。
天然的吸油材料主要有黏土、无定形二氧化硅、木棉纤维和纸浆纤维等。
这类吸油材料依靠的是材料自身的孔隙，利用毛细管原理吸收油。
其优点是原料丰富、价格低、使用安全,但吸油量较小，往往吸油的同时也吸水，受压时油会再渗漏出来。
化学合成类吸油材料又可分成有机聚合物纤维、凝胶型和高吸油性树脂3 种, 其中以有机聚合物纤维吸油材料在市场销售量中所占的份额最大。
它主要包括聚丙烯、聚氨酯泡沫、烷基乙烯聚合物等。
它是利用自身具有疏水亲油的特征和聚合物分子间的空隙包藏吸油。
优点是吸油速度快,吸油率较高,整体性好，方便使用及 回收。
吸油材料就吸油性能方面应具有以下特点：1.1 含油量要大，吸收的油料尽可能多1.1.1 饱和吸油倍率和饱和吸油量测试将一定量的吸油材料均匀填充于辅助测试网筛，将其投入到被吸油品中。
待吸油材料吸油饱和后，用镊子将网筛从油品中取出，自然滴油60s 后称重。
另外对辅助测试网筛的吸油量做空白对照试验，方法同前。
根据吸油材料吸油前后称重差值计算饱和吸油率（Q ）和饱和吸油量（q ）。
%1003321⨯--=M M M M Q [1] 321M M M q --= [2]式中：Ｍ１为测试网筛及吸油材料吸油后质量（g ）；Ｍ２为测试网筛空白对照吸油后质量（g ）；Ｍ３为吸油材料的质量（g ）。
1.1.2 含水率和含油率测试样品整理后称重, 再分别将整理后样品放入装有3.5% 的盐水和工业混合油中,2min 后, 分别取出再称重, 算出含水率和含油率, 见公式[3]:%100aa -b ⨯=含油（水）率 [3] 式中: a —放入3.5%的盐水或工业混合油前的重量；B —放入3.5%的盐水或工业混合油后取出的重量。
聚乙烯醇水凝胶孔隙
聚乙烯醇水凝胶孔隙聚乙烯醇水凝胶是一种具有高吸水性能的材料，其独特的孔隙结构使其在吸附、保湿、缓释等方面具有广泛的应用。
本文将从孔隙结构、水吸附性能以及应用领域等方面进行介绍。
一、孔隙结构聚乙烯醇水凝胶的孔隙结构是指其中的微观孔隙和介观孔隙。
微观孔隙是指直径小于50纳米的孔隙，而介观孔隙的直径在50纳米到50微米之间。
这种复杂的孔隙结构使得聚乙烯醇水凝胶具有较大的比表面积和孔隙容积，有利于吸水和附着其他物质。
二、水吸附性能聚乙烯醇水凝胶具有极强的水吸附性能，其吸水率可以达到1000倍以上。
这是由于其孔隙结构能够大量储存水分子，同时水分子与聚乙烯醇水凝胶之间形成氢键，使得水分子在凝胶中形成一种类似于水合物的结构。
三、应用领域1. 医疗领域：聚乙烯醇水凝胶在医疗领域中应用广泛，可以用于制作创可贴、敷料等。
其高吸水性能可以有效吸收伤口渗出的液体，同时保持伤口湿润，促进伤口愈合。
2. 农业领域：聚乙烯醇水凝胶可以用作土壤保水剂，可以提高土壤的保水能力，减少水分的蒸发和流失，促进植物的生长。
3. 化妆品领域：聚乙烯醇水凝胶可以用作化妆品的保湿剂，其高吸水性能可以吸附空气中的水分，形成保湿层，防止肌肤干燥。
4. 环境领域：聚乙烯醇水凝胶可以用于水处理和废水处理，其高吸水性能可以吸附水中的污染物，净化水质。
5. 其他领域：聚乙烯醇水凝胶还可以用于制备电解质膜、纳米材料等，具有广泛的应用前景。
总结：聚乙烯醇水凝胶具有独特的孔隙结构和高吸水性能，使其在医疗、农业、化妆品、环境等领域具有广泛的应用前景。
未来随着技术的不断发展，聚乙烯醇水凝胶的性能和应用领域还将不断拓展，为各个领域带来更多的创新和发展机遇。
几种重要的凝胶
被吸油品的性质，对树脂的吸油率都有重要影 响，实验证明，任何一种高吸油树脂，对油的 吸收均随油晶极性加而降低，此结论与聚合物 和溶剂间的“相似相容”原则完全吻合。 值得注意的是，被吸油品的分子大小和黏度等 性质。 目前，这一领域的研究已掌了许多有价值 的规律，并有一定的理论基础，但从实际使 用角度，这类单体的成本较高，不利于大规 模生产。蒋必彪¨近年以廉价的聚氯乙烯 等为原料，合成了聚氯乙烯接枝聚苯乙烯 (PVC—z—PS)新型吸油树脂。效果良好。
高亲水性树脂
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。
应用
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。
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。
一、高吸水性树脂材料
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。
应当指出，所谓高吸油性树脂(凝胶)，
凝胶的性质及其作用
对本课程的评价： 1.课堂上老师讲课认真负责，讲课内容丰富，我们学习到胶体与我们的生 活贴近，增加了同学的学习积极性。 2.老师在学期结束涉及到物理化学的相关知识，对考研的同学来说受益无 穷，感谢老师的悉心教导。
对老师的意见和建议： 1.课堂上老师可以更多地与同学互动，形式可多样，活跃课堂气氛， 也可采取适当的提问形式。 2.课间老师可适当放一些短片，既能使老师和同学放松，又能对下一 节课的学习起到促进作用。
（3）新技术在凝胶剂中的应用
环境敏感性凝胶 环境敏感性凝胶是利用凝胶所具有的一些性质，如对温 度、电场、磁场、光、pH、离子强度等敏感，得到释 药可控的凝胶，是一种理想的自调式给药系统，广泛应 用于智能型给药系统中。
脂质体凝胶 由于脂质体的类生物膜结构，提高了凝胶剂中药物的透 皮吸收速率，使药物累积透过量高于普通凝胶剂。普通 凝胶剂中药物易流失，而脂质体凝胶剂有药物贮库效应， 可增加药物在皮肤中的滞留时间而达到缓释目的。
生物分子下游纯化的对象一般包括蛋白、酶、重组蛋 白、单抗、抗体及抗原、肽类、病毒、核酸等。纯化前 首先需要测定生物分子的各物理和化学特性，然后通过 实验选择出最有效的纯化流程。（2）凝胶在 Nhomakorabea剂学中的应用
近年来，凝胶以优良的成型性、韧弹性、载 药量大、释药性好和 无毒无刺激性等优点，在治疗皮肤等疾病方 面广泛应用。
（2）温度的影响
温度升高，分子热运动加剧，不利于形成结构，使胶 凝速度减慢。↓但是,有些分散相的溶解度随温度升高 而降低其胶凝速度随温度升高而加快。
（3）电解质的影响 –盐类对明胶的影响主要来自于阴离子。 –感胶离子序： –SO42－＞C4H4O62-＞Ac-＞Cl-＞NO3＞ClO3-＞Br-＞I-＞SCN•Cl-离子以前的诸离子加速胶凝； •从Cl-离子开始的各个离子减慢胶凝； •I－和SCN－则阻止胶凝。 •综合起来，盐类对明胶的影响如下： –浓度较稀时，与聚沉作用有关； –浓度相当高时, 与盐析作用有关(I－、 SCN－除外)
高吸水性树脂介绍与应用
高吸水性树脂介绍与应用一、高吸水性树脂介绍：高吸水性树脂又称为超强吸水剂，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。
不溶于水和有机溶剂，但具有吸水性和保水性亦具高分子材料的优点。
二、高吸水树脂的分类：高吸水性高分子材料按照原料的不同可以分3 类：淀粉系列、纤维素系列和合成系列。
前两类以淀粉或纤维素为主要原料，在主链上接枝共聚上亲水性或水解后为亲水性基团的烯烃单体；后一类主要由聚丙酸型树脂或聚乙烯醇型树脂为主要原料，经过适度的交联即可制得，近年来已经成为了高吸水性高分子材料的热点。
三、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。
实验表明：吸水基团极性越强、含量越多，吸水率就越高，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。
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。
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。
四、高吸水性树脂的吸水机理：高吸水性树脂吸水机理有多种解释，其中有两种占主要地位。
一者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。
凝胶可以被用来制作油污处理材料吗？
凝胶可以被用来制作油污处理材料吗？一、凝胶的定义及特性凝胶是一种由固体网状结构和溶液相互作用形成的物质，具有高分子聚集体的特征。
凝胶的基本特性是其具有固态特征，但在水或其他溶剂中能够保持一定的流动性。
凝胶能够吸附和持有大量的溶剂，并在一定范围内保持结构的稳定。
凝胶的这种特性使其在油污处理领域具有潜在的应用前景。
二、凝胶应用于油污处理的优势1. 高吸附性能凝胶具有高度的吸附性能，能够吸附大量的油污物质。
其固态结构提供了相对较大的表面积，能够更有效地接触和吸附油污分子。
同时，凝胶的渗透性较好，使得吸附速度更快，提高了油污处理的效率。
2. 良好的适应性凝胶能够适应各种环境条件下的油污处理需求。
不同类型的凝胶通过控制化学成分和物理结构的方式进行调控，可以针对不同的油污成分和环境条件进行优化设计，以实现更好的处理效果。
3. 可循环利用凝胶在油污处理中可以被循环利用，减少了处理成本和环境污染。
凝胶吸附的油污可以通过热解或其他处理方式进行分离和回收，凝胶本身可以经过再生处理后再次使用，降低了资源消耗和废物的产生。
三、凝胶在油污处理中的应用案例1. 凝胶吸附剂的研发与应用通过调控凝胶的化学成分和物理结构，科研人员设计合成了一种高吸附性能的凝胶吸附剂，用于处理海洋中的溢油事故。
实验结果表明，这种凝胶吸附剂具有较高的吸附率和吸附容量，能够有效地清除水域中的油污，减少对海洋生态环境的损害。
2. 凝胶过滤材料的开发与应用凝胶过滤材料是在凝胶基础上进行改性设计的一种新型油污处理材料。
其具有较高的渗透性和分离效率，能够将油污从水中快速分离。
凝胶过滤材料广泛应用于水处理领域，如工业废水治理、城市水源净化等，取得了良好的处理效果。
四、凝胶在油污治理领域的前景展望凝胶作为一种高效、环保的油污处理材料，具有广阔的应用前景。
未来，随着科技的进步和研究的深入，凝胶的制备工艺和应用技术将进一步完善和优化，为油污治理提供更加可持续和可行的解决方案。
第03章 凝胶(5-7)
•
Al(OH)3、V2O5、白土凝胶等均有明显的触变性。
• 凝胶变为溶胶，可以在振动下立刻实现； • 溶胶变为凝胶，则需要一段时间的静置。
1
油墨触变性对印刷质量影响 油墨触变性是指油墨在外力和外界环境因素作用下， 变稀或变稠、流动性改变的一种现象。
• 一般油墨都具有一定的触变性 • 主要表现为油墨一经搅动后即变得稀薄，使流动性增大， • 而把它静放一段时间后，油墨义会恢复到原来那较稠的状态。
第五节
凝胶的性质
一、触变作用
• • • • 是溶胶与凝胶之间的一种可逆变化。 溶胶在一定条件下(如加入电解质)变为凝胶； 将此凝胶稍加振动或搅动，就可逆变为溶胶； 溶胶静置以后又变为凝胶。
– 这种现象就是触变作用(thixotropy) – 亦称摇变, 是凝胶体在振荡、压迫等机械力作用下发生的可逆溶胶现 象。它是由H．M．F．Freundlich于 1928年发现的。
5
影响油墨触变性的其它因素
油墨的成分特性
表面吸附性强的颜料制成的油墨触变性大 颜料呈针式和板状粒子比球状粒子的触变性要大 颜料用量大的，其触变性也大，
颜料与连结料润湿性差，油墨的触变性也就大； 树脂分子比重大的，油墨触变性也大。 颜料型油墨的触变性较大， 其原因是：油墨中颜料含量过多和颜料质量差， 如润湿性较差，相对密度小而使油墨的着色力低等。 还有当油墨中连结料过少， 粘度太小等原因也会出现这个问题。
16
② 非弹性凝胶的离浆是不可逆的。
– 往往按照
• 溶胶→凝胶→浓缩凝胶→致密相沉淀顺序进行。
– 原因主要是：凝胶粒子间发生了进一步的强相互作用，如粒子表面 羟基间的脱水缩合。
⑸ 影响离浆作用的因素
温度升高加速离浆作用；（天竺葵凝胶） 添加电解质及其它聚沉剂都能促进离浆。
化学凝胶详细介绍
第一章凝胶思考题1.什么是凝胶？有何特征（两个不同）？外界条件(如温度、外力、电解质或化学反应)的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。
（又称冻胶）其一，凝胶与溶胶(或溶液)有很大的不同。
溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位，可以自由行动，因而溶胶具有良好的流动性。
凝胶则不然，分散相质点互相连接，在整个体系内形成结构，液体包在其中，随着凝胶的形成，体系不仅失去流动性，而且显示出固体的力学性质，如具有一定的弹性、强度、屈服值等。
其二，凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，共结构强度往往有限，易于遭受变化。
改变条件，如改变温度、介质成分或外加作用力等，往往能使结构破坏，发生不可逆变形，结果产生流动。
由此可见，凝胶是分散体系的一种特殊形式，共性质介于固体和液体之间。
2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？由柔性的线性大分子物质，如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附，然后转变为多分子层吸附，硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。
这类凝胶的干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中便胶凝成凝胶。
如明胶、纤维素等，在水或水蒸气中都发生吸附。
不同的吸附体系，其吸附等温线的形状不同，弹性凝胶的吸附与解析通常会形成较窄的滞后圈。
由刚性质点（如SiO2、TiO2，V2O5、Fe2O3等）溶胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶，亦称刚性凝胶。
大多数的无机凝胶，因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小，故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小，属于非膨胀型。
通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。
这类凝胶脱水干燥后再置水中加热一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶，因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。
3.试述凝胶形成的基本推荐？①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。
②析出的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。
吸油材料的吸油机理
高吸油树脂的研究及应用进展1 高吸油树脂的吸油机理高吸油树脂是通过亲油基和油分子间产生的范德华力来实现吸油目的,其吸油机理是高分子链段的溶剂化过程。
将高吸油树脂投入油中, 开始阶段是分子扩散控制; 吸入一定量的油后, 油分子与高分子链段发生溶剂化作用,此时仍是分子扩散控制;当吸入的油分子足够多时, 溶剂化作用充分, 链段伸展开来, 网络中只有共价键交联点存在, 此时由热力学推动力推动;当高分子充分溶胀,链段伸展到一定程度,会慢慢回缩, 即存在弹性回缩力, 最终达到热力学平衡[1] 。
因此, 低交联的聚合物中亲油基和油分子间的相互亲和作用是高吸油树脂的吸油推动力。
故改变吸油树脂的网络结构, 提高亲油基团与油分子之间的相互作用力, 是改善树脂吸油性能的关键[3] 。
高吸油树脂的研究现状2高吸油树脂的分子结构及吸油机理2.1 分子结构高吸油树脂的微观结构特征是低交联度聚合物。
交联度的形成主要有以下3种方式。
2.1.1化学交联化学交联是长链大分子间通过共价键结合起来，形成一种三维空间的网状结构。
目前合成的高吸油树脂主要以化学交联为主，其共价键的键能最大，化学交联的形式最为稳固，形成的交联网状结构也就稳定，难以破坏，相应的树脂性能也最稳定。
2.1.2离子交联长链大分子之间通过金属离子相互联系在一起，形成长链大分子的缠结。
2.1.3物理交联利用分子间力使其相互缠绕在一起。
一种是氢键结合，长链大分子上带有羟基或其他极性基团，相互吸引而使长链大分子相互缠结在一起；另一种是分子间的范德华力，长链大分子的链段间相互吸引而缠结。
近两年，浙江大学对在强化学交联中引入物理交联进行了研究，证明了这样的交联可以大大提高高吸油树脂的吸油和保油性能。
2.2 高吸油性树脂的吸油机理高吸油性树脂由亲油性单体制得的低交联度聚合物，具有三维交联网状结构，内部有一定的微孔。
吸油时，树脂分子中的亲油基链段与油分子发生溶剂化作用，油分子进入到树脂的网络结构中足够多时，高分子链段开始伸展，树脂发生溶胀，但是由于交联点的存在，高分子链段伸展到一定程度后慢慢回缩，直到平衡。
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展 望
目前,国内外对高吸油性凝胶的研究还处于 起始阶段。其研究多限于考察单体配比、 交联剂用量、引发剂用量、反应温度、反 应时间等对凝胶性能的影响,进而通过优化 聚合条件制备吸油率较高的凝胶。因此可 以看出高吸油性凝胶领域的研究尚有很大 的发展空间,今后的研究应主要朝着进行理 论研究；新技术的开发；应用领域等方面 进行
国内对高吸油性凝胶的研究虽然起步较 晚,但取得了重大进展。浙江大学和苏州 大学对吸油凝胶进行了较系统的研究,大 连理工大学及中国兰州石化公司石油化 工研究院开发的自溶胀高吸油性凝胶,分 别通过了省级鉴定,达到商品化的要求,但 目前国内还尚无工业化的报道。
高吸油性凝胶的理论研究
吸油原理
高吸油性凝胶由亲油性单体通过低交联度聚合形成三维交联的网 状结构,利用微弱的范德华力吸油。当高吸油性凝胶与油接触作用 时,由于分子内的亲油基链段与油分子的溶剂化作用,凝胶发生溶 胀。初始时,少量油分子进入凝胶内,不足以使高分子链段完全伸 展开,此阶段称为分子扩散阶段。至油分子进入达到足够量时,溶 剂化作用足够强,在热力学推动力推动下链段完全伸展开,网络中 只有共价键结合的交联点存在。此阶段为Flo2ry - Huggins方程控 制阶段。此阶段凝胶达到充分溶胀,由热力学不平衡向平衡态方向 进行。高吸油性凝胶吸油原理与高吸水性凝胶的吸水机理基本相 同,但后者能与水形成氢键,并在聚合物内外产生渗透压,因而吸水 倍数可达树脂质量的几百至数千倍。而高吸油性凝胶是利用微弱 的范德华力作用吸油的, 因而吸收倍率要比高吸水性凝胶的吸收倍 率小得多。
3 高吸油性凝胶的聚合工艺
悬浮聚合是目前合成高吸油性凝胶最常用的聚合 工艺。合成高吸油性凝胶所用的是不溶于水的油 状单体,经剧烈搅拌可在水中生成油滴状分散相,此 为一不稳定的动态平衡体系。随着聚合反应进行, 油滴逐渐变黏稠有凝结成块的倾向。为防止凝结, 水相中必须加有分散剂(又称悬浮剂) 。聚合时采 用难溶于水易溶于单体的油溶性引发剂。在高吸 油性凝胶合成时,悬浮聚合中常用的分散剂有聚乙 烯醇、明胶、磷酸钙等。通常情况下使用聚乙烯 醇的效果较好
②作添加剂
作为纸张添加剂,可以 得到满足特定需要的 材料,此时高吸油性树 脂为粒径0. 1μm以下 的高分子乳液树脂。 高吸油性凝胶还可作 为橡胶改性剂,用来改 善橡胶性能
橡胶改性剂
③制备功能材料
高吸油性凝胶具有缓释 性能。将吸收了有机液 的的高吸油性树脂放在 空气中,凝胶中的有机 液由于在树脂和周围环 境之间存在着浓度梯度, 会缓慢地释放出来。因 此可用来作为诸如芳香 剂、杀虫剂和诱鱼剂的 载体基材。
②烯烃类
③聚氨酯类
2 高吸油性凝胶的交联方式
高吸油性凝胶的微观形态上的特征是适度的交 联,交联的方式主要有以下三种: ①化学交联:即长链大分子通过键能较大的共价 键结合在一起形成空间三维网状结构 ②物理交联:利用分子间力。一种是氢键结合, 长链大分子上带有羟基或其它极性基团,它们之 间相互吸引而使大分子链段相互缠结在一起;另 一种是分子间较弱的范德华力,长链大分子的链 段间由于范德华力相互吸引而缠结 ③离子键化学交联:即高分子链段通过金属离子 键联结在一起,从而形成网状结构
高吸油性凝胶的应用
• ①环境保护 • ②作添加剂 • ③制备功能材料
①环境保护
高吸油性凝胶在环境保护方面应用广泛。 高吸油性凝胶可直接用来吸油,由于高吸 油性凝胶的密度低,可以浮在水面上,因而 处理水面浮油非常有效,特别是对海洋运 输泄漏石油的处理非常有效。另外还可 作为各种油的吸油材料,如电镀制品废油、 工业排水中氯烃化合物,及用作废油处理 剂、浮油处理剂。高吸油性凝胶具有吸 油种类品种多、吸油不吸水、体积小、 回收方便及吸油后受压不再漏油等优点。 为此,国内外正在对其进行系统的研究、 开发及利用,但目前均处于实验室研究阶 段
4 反应温度与时间的影响
反应温度的高低直接关系到引发剂的分解速度。 温度太低会使引发剂的分解速度胶 吸油性能下降。温度过高,虽然可以使收率增加, 但树脂的分子量会随体系内活性中心数目的增多 以及链终止速率的提高而下降,而且一旦温度超过 分散剂的浊点,将造成体系的不稳定,得不到合适 的颗粒均匀的凝胶。反应时间也有个适当值,时间 太短,收率就会降低,时间过长,对收率影响不大,且 产品粘釜,又增加了成本。
高吸油性凝胶
李嘉欣 宁博
高吸油性凝胶的发展
随着世界工业的不断发展,油 污排放日益增加,油品泄漏的 途径和机会也越来越多,特别 是海上航运造成的大规模泄 漏油事故。传统的吸油材料 无论是性能还是产量上都不 能满足当前的需要
从1966年起,美国道化学工业公司就进行 了研究,采用烷基苯乙烯等作为交联剂, 合成高吸油性凝胶。其后,三井石化、触 媒化学等都进行了开发,三菱油化、三洋 化成、东洋. Ó • 、东京计画等也都相继 申请了专利。目前触媒化学工业公司已 开始了商品化生产。
高吸油性凝胶的研究进展
• • • • 1 高吸油性凝胶的聚合单体 2 高吸油性凝胶的交联方式 3 高吸油性凝胶的聚合工艺 4 反应温度与时间的影响
1 高吸油性凝胶的聚合单体
单体是凝胶的基本组成部分,根据所采用 的单体通常将凝胶分为三类: ①丙烯酸酯类:目前,合成高吸油性凝胶 的单体选择主要集中在丙烯酸酯类。