高吸水性树脂的结构与吸水机理
简述高吸水性树脂的吸水和保水机理
简述高吸水性树脂的吸水和保水机理高吸水性树脂具有较强的吸附性能，对油和水的亲合力很大，因此常用作脱水剂，还用于制造纸张等。
下面就由小编为大家介绍关于高吸水性树脂的吸水和保水机理，希望大家喜欢！一、吸水性树脂在吸附和解吸过程中，分子的运动情况不同。
1。
表面活性剂——阳离子基团分子定向排列在可见光区，可与水分子形成氢键缔合。
这种结构特点使得它在水中保持高度的亲水性。
表面活性剂的亲水基与水分子相互作用的结果，使表面活性剂表现出两个重要的特征：(1)一般来说，与水分子形成氢键缔合的物质在水中有更高的溶解度，并且容易迁移到有利的水环境中。
(2)在吸水过程中，这些水化产物之间的静电斥力比水分子与水化产物之间的作用力小。
因此，表面活性剂能够通过静电引力的作用从水中吸收水分子。
2。
高分子聚合物——电荷转移（共价键）吸水性树脂基本上是多糖，带正电荷，在溶液中能自由移动。
当溶液中加入高分子聚合物时，带负电的高分子链会与溶液中的阳离子基团进行吸附、电子交换或缔合，因而使溶液中的阴离子和水分子获得相应的吸附或解吸。
如果吸水过程完全是电子转移过程，则此时的吸水速率取决于聚合物吸附水分子的数目。
不溶性高吸水性树脂吸水是靠吸收外界水分子而达到其饱和浓度的。
吸水速率不受温度变化的影响，但随着溶液浓度增大，吸水速率增大。
因此，这类高吸水性树脂主要用作高级洗涤剂。
高吸水性树脂在吸收水分子后，溶液浓度虽然会降低，但其保水性能优良，可以防止水分损失，减少溶液的蒸发损失。
所以该类高吸水性树脂适宜用作化妆品的乳剂和牙膏。
由于不溶性高吸水性树脂吸水后存在剩余树脂，所以将不溶性高吸水性树脂配成固含量较高的乳液，用作涂料时，涂层的透明性和耐水性都比较好。
二、保水性树脂在吸水和解吸过程中，分子的运动情况不同。
1、表面活性剂——阳离子基团分子定向排列在可见光区，可与水分子形成氢键缔合。
这种结构特点使得它在水中保持高度的亲水性。
高吸水性树脂的制备与应用研究
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、无机聚合物类等。
1.2 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。
高吸水性树脂的吸水原理探析
254作者简介：程华（1982— ），女，汉族，江苏徐州人。
主要研究方向：化工分析。
高吸水性树脂是一种含有羧基、羰基等强亲水性基团且具有一定交联度的吸水溶胀型高分子聚合物，又称高吸水性聚合物，简称SAP。
高吸水性树脂作为聚合物，是由三维空间网络构成，高吸水性树脂既可以实现化学吸水，又可以实现物理吸水，所以，高吸水性树脂可以吸收高出于其自身重量上百倍甚至上千倍的水分。
一、高吸水性树脂吸水原理分析（一）高吸水性树脂的吸水结构高吸水性树脂的三维网络结构几乎不会被水溶解，反而可以大量的吸收外部水分，形成高含水凝胶。
高吸水性树脂应用中所表现出来的优良性能无非是其良好的吸水性以及高超的保水性。
究其原因，主要是因为分子当中具有网络结构和较强性吸水基团，换言之，拥有良好的交联度。
通过实验结果显示，吸水性基团含量越多，性能越高，那么其吸水性便表现的越显著，保水性能更佳[1]。
适当控制交联度，当交联度过低，则保水性降低，当交联度过高，则吸水空间减少，吸水率降低。
（二）高吸水性树脂的吸水原理高吸水性树脂所表现出来的吸水性能，归根结底是高分子电解质离子相互之间的排斥，亦或者是水分子与高亲水基团形成的氢键将分子吸引，形成扩张膨胀，阻碍交联作用的网络结构分子扩张所致。
高吸水性树脂吸水的过程，是一个十分复杂的过程，在吸水之前，高分子网络呈现出固态状态，并未对离子对进行电离分解。
当高吸水性树脂遇到水分的时候，水分子与亲水基产生水合作用，扩展了高分子网束，网内与网外的离子浓度出现差异，造成网络结构内外环境出现渗透压，通过渗透压作用，使得分子渗透到网络结构内部。
通过对高吸水性树脂的吸水原理作出分析可以得知，受到渗透压影响，水分子将会逐步渗透到树脂内部，树脂将会将大量的水分吸收。
伴随着吸水量增加，网络结构便不断扩张，随之而来的便是高吸水性树脂分子链弹性收缩力提升，将阴离子键的静电斥力抵消，实现高吸水性树脂吸水平衡。
高分子网络结构当中含有大量水合离子，这也是提升高吸水性树脂吸水速度和吸水倍率的关键因素。
高吸水树脂的吸水原理
高吸水树脂的吸水原理
高吸水树脂是一种具有高吸水性能的高分子材料，其吸水原理主要基于其特殊的分子结构和化学性质。
首先，高吸水树脂的分子链通常具有高度的交联结构，使得分子间的空隙较小，不易产生结晶。
这种结构使得树脂具有较好的弹性和可塑性，同时也有利于提高树脂的吸水性能。
其次，高吸水树脂分子中通常含有大量的亲水基团，如羧基、羟基、氨基等。
这些基团可以与水分子形成氢键，从而产生强烈的吸水作用。
当树脂与水接触时，水分子的极性基团与树脂的亲水基团相互作用，使得水分子被吸附在树脂的分子链上，形成一种类似凝胶的结构。
此外，高吸水树脂的吸水性能还与其内部的交联程度有关。
适当的交联程度可以使树脂在吸水膨胀时保持一定的弹性，从而更好地承受外部压力。
同时，适当的交联程度也可以控制树脂的吸水速率和吸水量，以满足不同应用场景的需求。
总的来说，高吸水树脂的吸水原理是基于其特殊的分子结构和化学性质，通过与水分子形成氢键等相互作用力，将水分子吸附在树脂的分子链上，形成类似凝胶的结构。
这种吸水作用使得高吸水树脂在多个领域都有着广泛的应用，如农业、医疗、环保等。
在农业领域，高吸水树脂可以用于土壤改良、节水灌溉等方面，以提高农作物的生长效率和抗旱能力。
在医疗领域，高吸水树脂可以用于制造吸收性卫生用品、药物控释载体等方面，以提高产品的舒适度和治疗效果。
在环保领域，高吸水树脂可以用于污水处理、水质净化等方面，以提高水质处理的效率和效果。
因此，对高吸水树脂的吸水原理进行深入研究，有助于更好地开发和应用这种具有重要应用价值的高分子材料。
高吸水性树脂的结构特点和应用前景
高吸水性树脂的结构特点和应用前景高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料, 由含强亲水性基团的单体经过适度交联使其能够吸收上百倍甚至上千倍的水, 并且具有很强的保水性能。
它的微观结构因其合成体系不同而呈现多样性。
它的吸水机理可以用Flory 的凝胶理论及刘廷栋的离子网络结构来解释。
一、高吸水性树脂的结构特点高吸水性树脂吸水但不溶于水, 也不溶于常规的有机溶剂。
用不同方法合成的不同种类的吸水性树脂的结构也是千差万别。
对绝大多数高吸水性树脂而言, 从化学结构看, 它的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性官能团, 这些亲水基团与水的亲合作用是其具吸水性的最主要内因; 从物理结构看, 要实现其高吸水性, 树脂必须是一个低交联度的三维网络, 网络的骨架可以是淀粉、纤维素等天然高分子, 也可以是合成树脂(如聚丙烯酸类) ; 从微观结构看, 高吸水性树脂的微观结构也因其合成体系不同而呈现出多样性: 如黄美玉等研究的淀粉接枝丙烯酸呈海岛型结构, I1Sakata等研究的纤维素接枝丙烯酰胺呈峰窝型结构, 而部分水解的聚丙烯酰胺树脂则呈粒状结构( GranularSt ructure) 等。
I1Sakata 等采用冷冻态—SEM 透镜法来研究高吸水性树脂的微观结构, 此法具有高准确度和客观反映原始结构的优点, 另外, 研究树脂吸水后形成水凝胶的多孔网状结构对其吸水机理的探讨及性能的改进也有十分重要的意义。
日本的吉武敏彦认为, 高吸水性树脂是具有像ABS 塑料那样的“岛屿”型微相分离结构。
在聚乙烯醇—丙烯酸盐嵌段共聚物中, 聚丙烯酸盐就像无数的“小岛”分布在聚乙烯醇的“大海”中。
聚乙烯醇使聚丙烯酸盐不再溶于水, 当聚丙烯酸盐吸水溶胀时, 分子伸展, 使吸水凝胶具有高强度。
而当聚丙烯酸盐失水时, 聚乙烯醇又对失水起着阻挡层的作用。
对于淀粉—聚丙烯酸盐接枝聚合物来说, 聚丙烯酸盐是“岛”, 而淀粉是“海”, 淀粉使聚丙烯酸盐不溶于水而本身吸水作用不大。
高吸水性树脂的吸水机理
姓名：赵林玲学号：SA11020023班级：11级高分子科学与材料高吸水性树脂的吸水机理自然界中能吸水的物质很多,按其吸附水的性质来分,基本上分类,一类是物理吸附,像传统的棉花、纸张、海绵等,其吸附主要是毛细管的吸附原理,所以此类物质吸水能力不高,只能吸收自身重量的20倍水,一旦有压力,水便会从中流出。
另一类是化学吸附,通常是通过化学键的方式把水和亲水性物质结合在一起成为一个整体。
此种吸附结合很牢,加压也不能把水放出。
高吸水性树脂是由三维空间网络构成的聚合物,它的吸水,既有物理吸附,又有化学吸附,所以,它能吸收成百上千倍的水。
一．高吸水性树脂与水的作用当水与高分子表面接触时,有种相互作用,一是水分子与高分子电负性强的氧原子形成氢键结合二是水分子与疏水基团的相互作用三是水分子与亲水基团的相互作用。
高吸水性树脂本身具有的亲水基和疏水基与水分子相互作用形成自为水合状态。
树脂的疏水基部分可因疏水作用而易于折向内侧,形成为不溶性的粒状结构,疏水基周围的水分子形成与普通水不同的结构水。
用DSC、NMR分析、高吸水性树脂处于凝胶状态时,存在大量的冻结水和少量的不冻水。
发现亲水性水合,在分子表面形成厚度为一的一个水的分子层。
第一层,极性离子基团与水分子通过配位键或氢键形成的水合水。
第二层,水分子与水合水通过氢键形成的结合水层。
由此计算,水合水的总量不超过一水极性分子,这些水合水的数量与高吸水性树脂的高吸水量相比,相差一个数量级,由此可见高吸水性树脂的吸水,主要是靠树脂内部的三维空间网络间的作用,吸收大量的自由水贮存在聚合物内,也就是说,水分子封闭在边长为一聚合物网络内,这些水的吸附不是纯粹毛细管的吸附,而是高分子网络的物理吸附。
这种吸附不如化学吸附牢固,仍具有普通水的物理化学性质,只是水分子的运动受到限制。
二．高吸水性树脂的离子网络高吸水性树脂在结构上是轻度变联的空间网络结构,它是由化学交联和树脂分子链间的相互缠绕物理交联构成的。
7.高吸水性树脂资料
高吸水性树脂
CH2 CH
+ CH2 CH R CH CH2
COOH
引发剂
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COOH
R
COOH
R
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COONa
COONa
NaOH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COOH
R
COOH
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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。
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。
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。这类树脂在吸水后有较高的机械强 度，适用范围较广。
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高吸水性树脂
（4）改性聚乙烯醇类 这类高吸水性树脂由聚乙烯醇与环状酸酐
7.高吸水性树脂详解
1 概述
自古以来，吸水材料的任务一直是由纸、 棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等材料所承担 的。但这些材料的吸水能力通常很低，所吸水 量最多仅为自身重量的20倍左右，而且一旦受 到外力作用，则很容易脱水，保水性很差。
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高吸水性树脂
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。
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高吸水性树脂
(b) 聚丙烯腈水解法 将聚丙烯腈用碱水解，再用甲醛、氢氧化 铝等交联剂交联成网状结构分子，也是制备高 吸水性树脂的有效方法之一。这种方法较适用 于腈纶废丝的回收利用。 如用氢氧化铝交联腈纶废丝的皂化产物， 最终产品的吸水率为自身重量的700倍。反应 历程如下：
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高吸水性树脂
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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。这类树脂在吸水后有较高的机械强 度，适用范围较广。
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高吸水性树脂
（4）改性聚乙烯醇类 这类高吸水性树脂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。这类树脂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。
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高吸水性树脂
CH2 CH
+ CH2 CH R CH CH2
COOH
引发剂
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
高吸水性树脂的吸水性原理
高吸水性树脂的吸水性原理
聚丙烯酸钠交联体在吸水前，呈固体状态的高分子长链相互紧密缠绕卷曲，其中部分链之间形成交链的立体网络结构。
由于树脂是含易电离、亲水的羧酸钠基团交链体的高分子电解质，一遇水，交链体中的钠离子（Na+）便游离出聚合物网络之外，剩下带负电荷的羧酸根（—COO-）相互排斥，将高分子链充分扩展。
此时立体网络犹如一个大网兜，因而可容纳大量的水分。
近年来，随着卫生材料（卫生护垫、纸尿布等）、农业材料（苗木移植保水剂、土壤保水剂）、工业材料（油中水分清除等）、居室材料（墙壁、天花板等的防露水剂）等需求量的迅速增长，导致由淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯磺酸等进行接枝的共聚物和合成高分子聚乙烯醇、聚丙烯酸盐经交联处理的聚合物，聚乙二醇系列聚合物等高吸水性树脂异军突起。
在应用方面，已不只是单纯利用其吸水一保水性能，而且还出现了树脂粘结性、膨胀性、水选择吸收性、水缓慢释放性、生物亲和性等多种功能。
高吸水性树脂ppt课件.ppt
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
• 吸水率随交联度的增大而降低。从提高吸水倍数的角度考虑，应在保 证树脂不溶解的前提下，尽可能地降低交联度。
• 外部溶剂的离子强度（包括离子的浓度和价数）越大，树脂网络内外 的渗透压越低；同时，固定在树脂上的电荷会受到外界离子的屏蔽作用， 降低静电斥力。这两种因素都导致吸水倍数的下降。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，率的因素 • SAP 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的高 分子链在水的作用下彼此分离、扩展。吸水速率取决于水向SAP 内部的扩 散速率以及高分子链在水的作用下扩展的速率。 • 吸水速率的因素主要有：吸水剂的种类、表面积大小以及表面结构。 • 离子型高吸水树脂的吸水速度较慢，达到最大吸水量需数小时甚至几十小 时。非离子型高吸水树脂的吸水速度非常快，达到饱和吸水量只需20min ~1h。
• 离子型SAP 在生理盐水中的吸水倍数为去离子水中的1/10 左右，耐盐 性差；而非离子型树脂由于受离子屏蔽效应的影响小，耐盐性优于离子 型树脂。
• 不同盐对吸水倍数的影响不同，其影响次序为:NaCl < Na2SO4 <MgCl2 < CaCl2 。
• SAP 在盐水中的吸水倍数是评价其性能的一个重要指标。如何提高离 子型SAP 的耐盐性是亟待解决的问题。
• 制备的方法一般是通过醚化、酯化、接枝共聚等方法中的一种或几种， 以制备纤维素基吸水性材料。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
高吸水树脂的结构特点
高吸水树脂的结构特点一、引言高吸水树脂是一种具有优异吸水性能的新型高分子材料，广泛应用于医疗、卫生、环保、农业等领域。
本文将从结构特点方面对高吸水树脂进行详细介绍。
二、高吸水树脂的定义及分类1. 高吸水树脂的定义：高吸水树脂是一种具有超强吸水性能的聚合物，其在水中可迅速膨胀形成凝胶体。
2. 高吸水树脂的分类：按照不同的化学结构和用途，高吸水树脂可以分为聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸钠类、聚乙烯酰胺类等多种类型。
三、高吸水树脂的结构特点1. 化学结构：高吸水树脂主要由交联聚合物组成，其中含有大量的亲水基团。
常见的亲水基团包括羧酸基和羟基等。
2. 物理结构：高吸水树脂具有三维网状结构，形成了许多微孔和微通道。
这种结构使得高吸水树脂具有极强的吸水性能和保水性能。
3. 形态结构：高吸水树脂通常呈现为白色或淡黄色的颗粒状物质，大小和形态不一。
四、高吸水树脂的应用1. 医疗领域：高吸水树脂可用于医用敷料、止血剂、消毒剂等方面，具有良好的止血和消毒效果。
2. 卫生领域：高吸水树脂可制成卫生巾、尿不湿等产品，提高了产品的舒适度和使用寿命。
3. 环保领域：高吸水树脂可作为土壤保墒剂、植物生长调节剂等，具有良好的保水性能和调节作用。
4. 农业领域：高吸水树脂可作为农业保墒材料、植物营养液载体等，提高了农作物产量和品质。
五、高吸水树脂的优缺点1. 优点：（1）极强的吸水性能；（2）良好的保水性能；（3）可降解性好，对环境无污染。
2. 缺点：（1）价格较高；（2）易受温度和压力影响。
六、高吸水树脂的发展趋势1. 多元化发展：高吸水树脂将逐渐向多领域、多功能方向发展，扩大其应用范围。
2. 绿色化发展：高吸水树脂将逐渐朝着绿色环保方向发展，开发出更加环保的产品。
3. 降低成本：高吸水树脂将逐渐降低成本，提高其市场竞争力。
七、结论高吸水树脂是一种具有广泛应用前景的新型材料，其结构特点决定了其优异的性能。
未来，随着科技的不断进步和需求的不断增加，高吸水树脂必将得到更广泛的应用和推广。
高吸水性树脂简介
高吸水性树脂简介高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物简写为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. SAR的结构与吸水机理1.1 SAR的交联网络结构SAR 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.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.1.2 SAR的吸水机理关于SAR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;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.刘廷栋等[2]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电负性强的氧原子形成氢键;二是水分子与疏水基团相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用.上述两种理论虽然表述不相同,但二者的理论都是建立在高吸水聚合物的主体网络结构基础之上的,实质是相同的。
吸水树脂的原理
吸水树脂的原理
吸水树脂，也称为聚合物吸水剂，是一种高分子化合物，可以在水中吸收大量的水分。
其主要原理是通过离子交换和分子吸附，将水分子吸附在树脂表面形成水凝胶，从而实现吸水的目的。
吸水树脂的基本结构是由交联聚合物组成的，其分子中含有大量的交联点，因此具有较高的吸水性能。
在水分子的作用下，吸水树脂的交联结构会膨胀，从而吸收更多的水分子。
一般来说，吸水树脂的吸水能力与树脂的交联度、分子量以及交联点的数量有关。
吸水树脂的应用非常广泛，可以用于卫生用品、农业、园艺、水处理等领域。
比如，在卫生用品中，吸水树脂可以用于制造纸尿裤、卫生巾等产品，能够有效地吸收体液，提高产品的使用效果。
在农业和园艺中，吸水树脂可以用于土壤水分保持和植物栽培，能够提高作物的生长效果。
在水处理中，吸水树脂可以用于净化污水，去除其中的有害物质。
不过，吸水树脂也存在一些问题，比如可能会对环境造成污染。
在使用吸水树脂时，需要注意控制其使用量和使用方式，以避免对环境造成不必要的影响。
此外，吸水树脂也不应该直接接触皮肤或口腔，以免引起不适。
吸水树脂是一种非常有用的高分子材料，可以为很多领域的产品和技术提供支持。
在使用吸水树脂时，需要注意其性能特点和使用方
法，以充分发挥其优势，同时避免可能存在的问题。
高吸水性树脂简介
高吸水性树脂简介1、定义高吸水性树脂(Superabsorbent Polymer, SAP)是一种具有轻度交联的三维网络状吸水性的材料，含有大量的亲水性基团，能在很短的时间内迅速吸收大量的天然水分从而达到完全饱和状态，而且即便是施加一定的压力依旧能够有效保住水分的不流失。
2、高吸水性树脂的结构特点从化学结构看，SAP聚合网络链段上含有大量强亲水性基团，如羧基、羟基、酰胺基和磺酸基等，可以与水分子发生氢键作用，具备优异的亲和性能，所以，制备的SAP树脂与水接触后能够迅速吸收水分而达到溶胀平衡。
从物理结构看，SAP是一个三维网络结构，具有一定的交联密度，即使与水相遇也不容易发生溶解。
通常制备的SAP多为水溶性线性聚合物，如果没有经过交联处理，在吸收水分后便会形成一种流动性强的聚合液，无法达到保水效果。
进行适度的交联后，SAP在吸收水分溶胀后不会被水溶解。
水分被包裹在树脂网络内部，即便施加一定的压力水分也不会溢出，达到束水目的。
3、高吸水性树脂的性能（1）吸水性能SAP有着超高的吸水性能主要是因为其自身的三维网络结构，其聚合物网络链段上含有-COOH、-OH、-CONH2等多个强亲水性官能团，能够吸收大量的水分并将水分保持在网络内部。
其吸水性能也会因亲水基团类型的不同、网络结构、外部环境的变化而具有差异。
（2）耐盐性能根据SAP的吸水机制，可以大量吸收纯水中的自由水，但是如果水里含有盐离子的话，液体吸收能力会大幅下降，而SAP经常被广泛应用于农业、医疗、环保等领域，其吸收介质为肥料、血液、尿液和土壤等，其大多为混合的盐溶液，所以单纯的追求吸纯水的能力远不能满足其应用的要求，因此关于SAP耐盐性能的研究有重要的意义。
（3）保水性能保水性能是SAP的一个重要功能。
它可以通过交联网络将大量的水或水溶液锁定在网络内，从而保持大量的水。
即使在特定外压下，水分也难从网格中流出，吸水性树脂的网格构造是保水性的关键。
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。
吸水材料化学实验报告
一、实验目的1. 了解高吸水性树脂（SAP）的特性和吸水机理。
2. 探究不同吸水材料的吸水性能差异。
3. 学习化学实验的基本操作技能。
二、实验原理高吸水性树脂（SAP）是一种功能高分子材料，具有超强吸水性能。
其吸水机理主要是通过分子链上的亲水性基团（如羟基、羧基等）与水分子形成氢键，使水分子被牢牢束缚在材料内部。
本实验主要探究SAP的吸水性能，并与其他吸水材料进行对比。
三、实验材料与仪器材料：1. 高吸水性树脂（SAP）2. 纸巾3. 海绵4. 水和盐水仪器：1. 电子天平2. 烧杯3. 试管4. 滴管5. 挤压器四、实验步骤1. 称量- 使用电子天平分别称取1g SAP、纸巾和海绵。
2. 吸水实验- 将SAP、纸巾和海绵分别放入盛有清水的烧杯中，浸泡一段时间。
- 观察并记录各材料吸水后的重量。
3. 对比实验- 将SAP、纸巾和海绵分别放入盛有盐水的烧杯中，浸泡一段时间。
- 观察并记录各材料吸水后的重量。
4. 挤压实验- 将吸水后的SAP、纸巾和海绵分别用挤压器挤压，观察其保水性能。
五、实验结果与分析1. 吸水实验- SAP在清水中的吸水倍数最高，可达自身重量的几十倍。
- 纸巾和海绵的吸水倍数较低，分别约为自身重量的5倍和10倍。
2. 对比实验- SAP在盐水中的吸水倍数明显低于清水，说明SAP对盐的排斥性较强。
- 纸巾和海绵在盐水中的吸水倍数与清水中的相差不大。
3. 挤压实验- SAP在挤压后仍有较高的保水性能，而纸巾和海绵在挤压后水分流失较多。
六、实验结论1. 高吸水性树脂（SAP）具有超强吸水性能，吸水倍数可达自身重量的几十倍。
2. SAP对盐的排斥性较强，在盐水中的吸水倍数明显低于清水。
3. SAP具有较好的保水性能，在挤压后仍有较高的水分保持能力。
七、实验讨论1. SAP在吸水过程中，亲水性基团与水分子形成氢键，使水分子被牢牢束缚在材料内部。
2. SAP对盐的排斥性较强，可能与其分子结构有关。
高吸水性树脂
高吸水性树脂高吸水性树脂(Super Absothent Polymer，简称SAP)，是由低分子物质经聚合反应合成或由高分子化合物经化学反应制成，是一种经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料，分子链上含有很多强亲水基团，能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水，这是以往材料所不可比拟的。
高吸水性树脂不但吸水能力强，且保水能力非常高,吸水后无论加多大压力也不脱水【5】。
因此被广泛地应用到农业、林业、园艺等的土壤改良剂、卫生用品材料、工业用脱水剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等。
1高吸水树脂的结构高吸水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。
高吸水树脂的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的网络结构，即具有移动的交联度。
实验表明：吸水基团极性极性越强，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。
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[1]。
1.1离子型高吸水树脂结构大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团(如梭基、磺酸基、酞图1 高吸水树脂的离子网络结构胺基、轻基等)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构造及分子链间相互作用(如氢键)所产生的阻力时，达到饱和量。
1.2淀粉接枝型高吸水性树脂结构日本三洋化成工业公司温品谦二等根据V on E. Cgruber等的方法探讨了淀粉接枝丙烯酸的聚合物结构，见图2如示【2】。
高吸水性树脂的吸水理论及吸水结构.doc
述情况，本节对焉吸收树脂的基本结构、形态、吸收理论加以概述。
1．2．1 高吸水性树脂的吸水理论及吸水结构(1)高吸水性树脂的吸水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。
高吸水性树脂的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的网络结构，即具有一定的交联度。
实验表明：吸水性基团极性越强，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去；交联度过高，虽然保水性好，但由于吸水空间减少，使吸水率明显降低。
根据高吸水性树脂的交联结构可分为三种类型：①化学交联；②物理交联；③混合交联(既有化学交联，又有物理交联)。
以下从几种典型的吸水性树脂阐述其结构和形态。
①淀粉接枝物和纤维素接枝物淀粉和纤维素都属于多糖类高分子化合物，是由葡萄糖结构单元结合而成的大分子。
丙烯酸类单体与之接枝共聚，就得支链高分子化合物。
日本三洋化成工业公司温品谦二等根据V on E．Gruber等的方法探讨了淀粉接枝丙烯酸的聚合物结构。
从接枝聚合物侧链的分子量、溶解性的比较等研究结构，得出如图1-1所示的结构。
即淀粉的葡萄糖环在约2000个单元中用一个单元接枝丙烯酸。
每个葡萄糖环用两个以上的丙烯酸通过氢键沿淀粉链生长构成聚合度约2000的侧链。
又因侧链部分体型结构化，并用氢氧化钠中和，侧链的钠盐部分从淀粉中游离出来，而侧链中未中和部分通过氢键结合在淀粉主链上，并且可推定这种钠盐和酸是互相交换的。
因此，该类高吸水性树脂的吸水能力可以看作主要是通过图1-1 淀粉一丙烯酸接枝物推定的结构水中的高分子电解质的离子电荷相斥引起伸展，与由交联结构(化学交联)及氢键而引起的阻止扩张相互作用所产生的结果。
若交联度不够，可增加氢键或采用化学交联(如加交联剂)以增强交联。
另外，由于淀粉及纤维素分子中有大量的羟基，各种淀粉分子间也可互相形成氢键(起交联作用)，并且能形成结晶(特别是纤维素结晶性更强，相形成氢键(起交联作用)，并且能形成结晶(特别是纤维素结晶性更强，淀粉链分子也能构成螺旋状排列，如天然纤维素和淀粉都具有结晶结构)，也起交联作用。