7.高吸水性树脂详解
高吸水性树脂产品指标
高吸水性树脂产品指标高吸水性树脂是一种吸水量可达自向重量几十倍甚至几千倍的树脂。
这种树脂不但吸水量大，而且保水能力强，并有很强的增稠性能，因此可广泛应用于生理卫生用品、农林园艺、改选沙漠、医药、土木工程、工业用品、保鲜包装材料、日用品等领域。
一、物理性质高吸水性树脂是一种具有吸水功能的透明粉剂，本品同时含有植物生长所需的氮、磷等元素、降解后元素、无残留、不污染土壤。
二、主要指标三、主要用途1、用作土壤改良剂：将高吸水性树脂与栽培土按一定比例混合，可以改善团粒结构，提高土壤的保水性、透水性和透气性，缩小土壤昼夜温差变化，调节封的干湿度，减少灌溉次数，达到改良劣质土壤、抗旱保收的目的。
2、用作种子培育促进剂和苗木移植保存剂：高吸水性树脂以混合法、片法和涂覆法用于植物种子培育，可使其提早发育，提高发芽率，缩短发芽时间，促进生长。
将高吸水性树脂与草籽拌种，可提高飞机在干旱地区播种的成活率；将高吸水性树脂吸水凝胶涂覆在出土的幼苗的根部，进行保水处理，可大大提高幼苗的成活率和移植存放时间。
3、用作化肥缓释剂：用高吸水性树脂对化肥进行包衣后施肥，可使肥料缓慢释放，提高化肥的利用率，减少肥料流失造成的浪费和对环境的污染。
4、其它：高吸水性树脂还可用于土壤培土、农药扩散剂、菌固培养等方面。
四、包装及储存1、包装：本公司的产品均采用三合一牛皮纸包装，内衬聚乙烯塑料膜，每袋净重25公斤。
2、储存：该产品应置于阴凉通风的库房中，注意防潮。
聚丙烯酸钠百科名片聚丙烯酸钠聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色(或浅黄色)块状或粉末，液态产品为无色(或淡黄色)粘稠液体。
溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。
目录[隐藏]概述性质加工或制造方法用途概述性质加工或制造方法用途[编辑本段]概述聚丙烯酸钠，英文名Sodium polyacrylate，缩写PAAS或简称PAA-Na，结构式为[－CH2－CH(COONa)]n－。
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(HAPP)是一种极性高分子化合物，如聚乙烯醇、甲基纤维素等。
它们以分子形式存在时都是线性的，但当加入适量的有机溶剂或无机盐后，由于溶剂的极性增大，使分子结构变为体型结构而呈高度的亲水性。
溶液中的阴离子，如OH-与这些极性基团相结合，增加了分子间的作用力和范德华力，使其表面积急剧扩大，结果，在外加电场作用下，形成极性的亲水层，带负电荷的胶粒带正电荷。
从而产生高吸水能力，因此被称为“吸水树脂”。
通过高吸水性树脂在溶液中吸收自由水，增大其表面积，使水分子定向吸附到凝胶孔隙中，水分子进入凝胶孔隙内后不再出来，形成稳定的水化水膜，使得水份留在凝胶体内，并逐渐向凝胶颗粒的外表面移动。
在气相条件下，高吸水性树脂吸收的水可以在凝胶内部排出，也可以渗透到颗粒的外部，并随着空气的干燥而析出。
由于高吸水性树脂能够吸收自由水，使它本身含水量显著减少，所以，在达到同样吸水量的情况下，体积会明显减小。
通过上述过程，高吸水性树脂将自由水从溶液中吸收到凝胶体内部，以达到固体脱水的目的，实现从溶液到凝胶的转变。
高吸水性树脂在凝胶体内主要起到三个作用：第一，减少凝胶内部的相对湿度;第二，调节凝胶孔隙的直径大小和孔隙率;第三，保持凝胶的塑性状态，并对凝胶体起着支撑作用。
高吸水性树脂在油田注水工艺中应用较广，特别是近年来，许多油田开发生产的油井酸化水和酸化废水，不但污染严重，而且还含有较多的盐类，有的含盐量高达100～200mg/L，甚至更多。
用普通的堵水材料不仅不能达到预期效果，而且还需要频繁地更换。
另外，一般堵水材料对有害离子的去除率比较低，在注入水中常常造成对注入井壁和设备的腐蚀和堵塞，降低注入水质量，使生产难以维持，有时不得不采取停注措施。
另外，堵水材料用量大，成本高，经济效益低，对环境影响也很大。
高吸水性树脂能够吸收大量的水，特别是吸收大量的盐类水，因此，高吸水性树脂已成为油田化学领域的研究热点之一。
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。
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。
高吸水树脂
高吸水树脂摘要：高吸水树脂是一种具有极高吸水能力的材料，广泛应用于医疗、卫生、农业、工业等领域。
本文将介绍高吸水树脂的定义、制备方法、吸水机理、应用领域等方面内容，以帮助读者更好地了解和应用这种材料。
一、引言高吸水树脂是一种具有很高吸水能力的材料，能够迅速吸收自身质量数十倍的水分。
它在各个领域都有广泛的应用，比如在医疗用品的制造中，用于护理褥疮、卫生巾等产品的吸水层；在农业上用来提高土壤保水能力；在工业上用作液体吸附材料等。
本文将从定义、制备方法、吸水机理和应用领域等几个方面对高吸水树脂进行深入介绍。
二、定义高吸水树脂，也称为高分子吸水树脂，是一种以交联聚合物为主体，具有极高吸水能力的材料。
它通常具有大量的多孔结构，能够在短时间内吸收大量的水分，并保持较长时间的持水性能。
三、制备方法目前，常见的高吸水树脂制备方法有以下几种：1. 原位聚合法：通过合成聚合物的方法来制备高吸水树脂，常用的原料有丙烯酸酯类单体、交联剂等。
2. 预处理法：先将聚合物材料预处理，然后再进行交联，最后制备成高吸水树脂。
3. 化学交联法：通过化学反应制备高吸水树脂，常用的化学交联剂有二硫化二苯醚、异氰酸酯等。
4. 物理交联法：通过物理手段将聚合物交联起来，确保材料的吸水性能。
四、吸水机理高吸水树脂的吸水机理主要有以下几种：1. 渗透压平衡：高吸水树脂中的孔隙能够形成渗透压梯度，使水分从低浓度到高浓度的位置移动，从而实现吸水效果。
2. 溶剂化作用：高吸水树脂中的孔隙能够与水分子产生相互作用，使水分子被吸附到聚合物的内部而非外部，从而实现吸水效果。
3. 力学作用：高吸水树脂的材料结构可以形成一种吸附作用，使水分子通过物理吸附的方式被固定住，从而实现吸水效果。
五、应用领域高吸水树脂在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 医疗卫生领域：用于制造护理褥疮垫、卫生巾等产品的吸水层，保持皮肤的干燥和清洁。
2. 农业领域：用于改善土壤的保水能力，提高植物的生长质量和产量。
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。
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。
13
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
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
高吸水性树脂
02
03
性能稳定性差
安全性问题
高吸水性树脂的性能受温度、湿 度等因素影响较大，稳定性较差。
部分高吸水性树脂可能含有有害 物质，对环境和人体健康造成潜 在威胁。
高吸水性树脂的发展趋势和未来研究方向
01
02
03
降低生产成本
其他天然高分子类高吸水性树脂
03
如壳聚糖、蛋白质等天然高分子材料经改性后制备而成的高吸
水性树脂。
按功能分类
通用型高吸水性树脂
适用于一般吸水、保水、保鲜等用途 。
功能型高吸水性树脂
具有特殊功能，如离子交换、导电、 光敏等，可应用于更广泛的领域。
高吸水性树脂的吸水机理和性能指标
吸水机理
高吸水性树脂具有高度交联的三维网络结构，能够吸收相当于其自身数百倍乃 至数千倍的水分，同时通过物理交联作用将水分固定在三维网络中。
高吸水性树脂的发现和应用历史
1970年代初，日本科学家首先发现了高吸水性树脂的存在，并开始进行研 究和开发。
1980年代初，高吸水性树脂开始进入商业化应用阶段，广泛应用于农业、 卫生、医疗、工业等领域。
如今，随着人们对高吸水性树脂的不断深入研究，其应用领域不断扩大， 已经成为现代社会不可或缺的重要材料之一。
高吸水性树脂
目录
• 引言 • 高吸水性树脂的种类和特性 • 高吸水性树脂的生产方法和应用领域 • 高吸水性树脂的发展前景和挑战
01
引言
高吸水性树脂的定义
01
高吸水性树脂是一类能够吸收相 当于其自身重量数百倍甚至上千 倍的水，并保持较高的保有水分 的性能的聚合物材料。
02
高吸水性树脂具有高分子电解质 性质，能够在低湿度环境中吸收 大量的水分，同时具有良好的吸 水性和保水性。
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[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。
高吸水性树脂的制备和应用
高吸水性树脂的制备和应用高吸水性树脂是一种具有极高吸水性能的新型材料。
它具有非常强的水吸附性和保水性能，可以在单体、乳液或粉末形式等多种形式出现。
高吸水性树脂被广泛应用于各种领域，如医疗、农业、环保等等。
本文将介绍高吸水性树脂的制备及其应用。
一、高吸水性树脂的制备高吸水性树脂的制备方法主要有两种，分别是物理交联法和化学交联法。
其中，化学交联法是最常用的方法。
1. 物理交联法物理交联法是将含有吸水性单体的水溶液或水相悬浊液中加入一些交联剂，使得单体间形成物理交联点，从而形成高分子网络结构。
实验中可采用以下方法：（1）冻融法将含有吸水性单体的水溶液或水相悬浊液冷冻至低于0℃，然后加热至30~40℃进行融化，反复进行数次，直到交联点足够稳定。
（2）加盐交联法在吸水性单体水溶液或水相悬浊液中加入一些盐类，使得单体形成物理交联点。
2. 化学交联法化学交联法是将含有吸水性单体的水溶液或水相悬浊液中加入一些交联剂，在高温或室温下反应形成交联点。
实验中可采用以下方法：（1）自由基交联法使用引发剂进行自由基聚合反应，产生交联点。
通常使用双丙烯酰胺作为单体，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺或N,N'-亚甲基双丙烯酰胺偶氮联产物作为引发剂。
（2）离子交联法使用离子反应组成交联点，通常使用一些含有羟基的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸和2-羟乙基丙烯酸等。
二、高吸水性树脂的应用1. 医疗用途高吸水性树脂被广泛应用于医疗领域，如医用敷料和尿不湿等。
吸收率高、吸收速度快、保持时间长等特点让它成为医疗敷料中重要的原料。
2. 农业用途高吸水性树脂可以被应用于土壤改良和植物生长促进。
在干旱或缺水期，将高吸水性树脂添加到土壤中可以提高土壤的保水性能，促进植物的生长。
3. 环保用途高吸水性树脂可以用于水处理和土壤污染治理。
它可以吸附有害物质、去除水的污染物和土壤中的重金属等。
高吸水性树脂作为一种新型的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。
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。
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。
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。
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】。
高吸水性树脂简介介绍
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目录
• 高吸水性树脂概述 • 高吸水性树脂的工作原理 • 高吸水性树脂的制备方法 • 高吸水性树脂的发展前景
01
高吸水性树脂概述
定义及特性
01
02
03
定义
高吸水性树脂是一种具有 特殊吸水性能的高分子材 料。
吸水性能
高吸水性树脂具 倍的水分。
保水性能
该树脂吸水后能够保持水 分不易流出，具有良好的 保水性能。
类型及分类
交联型高吸水性树脂
通过交联剂使树脂形成三维网络结构，从而 提高吸水性能。
合成高吸水性树脂
通过化学合成方法制得的高分子材料，具有 优异的吸水性能和稳定性。
非交联型高吸水性树脂
通过物理或化学方法使树脂具有吸水性能， 不需要交联剂。
天然高吸水性树脂
由天然高分子材料制成，具有良好的生物相 容性和可降解性。
应用领域
医疗卫生领域
农业领域
高吸水性树脂可用于制造婴儿尿布、成人 失禁用品、医用敷料等，提供优异的吸水 保水性能，增加产品舒适度和使用时长。
高吸水性树脂可作为土壤改良剂，提高土 壤保水能力，减少水分蒸发，提高农作物 产量。
工业领域
物理吸水机制
高吸水性树脂具有三维网络结构，能够吸收并储存大量水分。当水分子进入树 脂网络时，由于毛细管作用和渗透压作用，水分子被迅速吸收并扩散到整个树 脂结构中。
吸水过程
快速吸水阶段
高吸水性树脂与水接触后，迅速 吸收表面水分，形成一层水膜。
缓慢吸水阶段
随着水分的不断渗入，树脂内部 的亲水基团开始发挥作用，通过 氢键等作用力将水分子牢固吸附 在树脂网络上，实现高吸水性能
。
吸水饱和阶段
高吸水性树脂的合成与应用
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer, 简称SAP)是有一定交联度网络结构的高分子聚合物,其分子链上含有羟基(-OH)、羧基(-COOH)等强亲水性基团。
根据吸水量和用途的不同大致可以分为两大类：吸水量仅为干树脂量的百分之数十者，吸水后具有一定的机械强度，他们称之为水凝胶，可用做接触眼睛，医用修复材料，渗透膜等。
另一类吸水量可达到干树脂的数十倍，甚至高达3000倍，称之为高吸水性树脂。
高吸水性树脂用途十分广泛，在石化，化工，建筑，农业，医疗以及日常生活中有广泛的应用，如用作吸水材料，堵水材料，用于蔬菜栽培，吸水尿布等。
原理高吸水性树脂一般的说，高吸水性树脂在结构上应具备一下特点：1. 分子中具有强亲水性基团，如羧基，羟基等。
与水接触时，聚合物分子能与水迅速形成氢键或其他化学键，对水等强极性物质有一定的吸附能力。
2. 聚合物通常为交联型结构，在溶剂中不溶，吸水后能迅速溶胀。
由于水被包覆在呈凝胶状的分子网络中，不易流失和挥发。
3. 聚合物应具有一定的立体结构和较高的分子量，吸水后能保持一定的机械强度。
SAP内部的高分子链互相缠绕形成三维网状结构，其吸水过程分为三个阶段：①高吸水性树脂通过毛细管吸附作用吸入水分子；②在水分子作用下，SAP分子链上的亲水基团离解为阴离子和阳离子，阳离子作为可移动离子在树脂内部维持电中性，如图所示，阴离子固定在高分子链上，分子链上的阴离子之间的静电排斥将导致高吸水性树脂中三维网状结构的逐渐膨胀，与此同时亲水基团被不断电离，使三维网络结构内外的渗透压逐渐增大，从而使更多的水渗入高吸水性树脂内部；③吸水达到饱和，此时聚合物分子链间的阻力大于离子浓度差提供的驱动力。
SAP的吸水能力由物理作用和化学作用共同贡献，与海绵、棉花等材料的物理吸水并不相同。
SAP依靠分子链上亲水基团与水分子之间的范德华力将水分子吸收，并通过分子链交联成的网状结构将水分子束缚在网格中。
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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
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
1.2.2 纤维素类高吸水性树脂的制备方法 纤维素类高吸水性树脂的制备方法是1978
年由德国赫尔斯特（Holst）公司首先报道的。 纤维素分子中含有可反应的活性羟基，在
碱性介质中，以多官能团单体作为交联剂，卤 代脂肪酸（如一氯醋酸）或其他醚化剂（如环 氧乙烷）进行醚化反应和交联反应，可得不同 吸水率的高吸水性树脂。
3
高吸水性树脂
高吸水性树脂是一类高分子电解质。水中 盐类物质的存在会显著影响树脂的吸水能力， 在一定程度上限制了它的应用。提高高吸水性 树脂对含盐液体（如尿液，血液、肥料水等） 的吸收能力，将是今后高吸水性树脂研究工作 中的一个重要课题。此外，对高吸水性树脂吸 水机理的理论研究工作也将进一步开展，以指 导这一类功能高分子材料向更高水平发展。
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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 合物类三大类。
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高吸水性树脂
表1 高吸水性树脂分类
分类方法
类别
按原料来源分类
a. 淀粉类； b. 纤维素类； c. 合成聚合物类：聚丙烯酸盐系；
聚乙烯醇系；
聚氧乙烯系等。
a. 亲水单体直接聚合；
按亲水基团引入方式分类
b. 疏水性单体羧甲基化； c. 疏水性聚合物用亲水单体接枝；
ห้องสมุดไป่ตู้
d. 腈基、酯基水解。
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高吸水性树脂
按交联方法分类 按产品形状分类
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。
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高吸水性树脂
与淀粉类高吸水性树脂相比，纤维素类的 吸水能力比较低，一般为自身重量的几百倍， 但是作为纤维素形态的吸水性树脂在一些特殊 形式的用途方面，淀粉类往往无法取代。例 如，与合成纤维混纺制作高吸水性织物，以改 善合成纤维的吸水性能。这方面的应用显然非 纤维素类莫属。
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高吸水性树脂
1.2.3 合成聚合物类高吸水性树脂的制备方法 合成聚合物类高吸水性树脂目前主要有聚
R
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COONa
COONa
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高吸水性树脂
丙烯酸在聚合过程中由于氢键作用十分强 烈，自动加速效应严重。因此，反应后期极易 发生疑胶。故在工艺上常采用丙烯酸钠与二烯 类单体直接共聚的方法来解决聚合上的困难。
丙烯酸及其盐类是水溶性单体，若欲制得 颗粒状的高吸水性树脂，常采用有机溶剂逆向 悬浮聚合工艺。
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高吸水性树脂
最常用的是将丙烯酸酯与二烯类单体在分 散剂存在下进行悬浮聚合，再用碱进行部分水 解的方法。产物的吸水率为300～1000倍。
用醋酸乙烯与丙烯酸酯共聚后水解，可得 性能更好的高吸水性树脂。如用醋酸乙烯与丙 烯酸甲酯共聚后用碱皂化，产物在高吸水状态 下仍具有较高强度，对光和热的稳定性良好， 且具有优良的保水性。
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高吸水性树脂
淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来 源丰富，产品吸水倍率较高，通常都在千倍以 上。缺点是吸水后凝胶强度低，长期保水性 差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸 水、保水作用。
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高吸水性树脂
1.1.2 纤维素类 纤维素改性高吸水性树脂也有两种形式。
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。
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高吸水性树脂
例如，用顺丁烯二酸酐交联聚乙烯醇的反 应历程如下：
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高吸水性树脂
3 高吸水性树脂的吸水机理
3.1 化学组成和分子结构对吸水性能的影响 高吸水性树脂可吸收相当于自身重量几百
倍到几千倍的水，是目前所有吸水剂中吸水功 能最强的材料。
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。
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高吸水性树脂
水分子与亲水性基团中的金属离子形成配 位水合，与电负性很强的氧原子形成氢键等。 高分子网状结构中的疏水基团因疏水作用而易 于斥向网格内侧，形成局部不溶性的微粒状结 构，使进入网格的水分子由于极性作用而局部 冻结，失去活动性，形成“伪冰”（False ice） 结构。亲水性基团和疏水性基团的这些作用， 显然都为高吸水性树脂的吸水性能作了贡献。
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高吸水性树脂
纤维素也可采用与其他单体进行接枝共聚 引入亲水性基团的方法来制取高吸水性树脂。 制备方法与淀粉类基本相同。如单体可采用丙 烯腈、丙烯酸及其盐、丙烯酰胺等，交联剂可 采用双丙烯酰胺基化合物，如N, N—亚甲基二 丙烯酰胺等，引发体系则可采用亚盐—过氧化 氢、四价铈盐、黄原酸酯等，也可用γ射线辐 射引发。不同的引发方法所得的共聚物，其分 子量和支链数量差别很大.
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高吸水性树脂
（2）聚乙烯醇系 聚乙烯醇是一种水溶性高分子，分子中存
在大量活性羟基，用一定方法使其交联，并引 入电离性基团，可获得高吸水性的交联产物。 所用的交联剂有顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸 酐、双丙烯酰胺脂肪酸等。这些交联剂在起交 联作用的同时，引入了电离性基团，起到了一 举两得的效果。根据交联剂的不同，吸水率一 般为自身重量的700～1500倍。
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高吸水性树脂
由于上述的奇特性能，高吸水性树脂引起 了人们较大的兴趣。问世 30多年来，发展极其 迅速，应用领域已经渗透到各行各业。如在石 油、化工、等部门中被用作堵水剂、脱水剂、 等；在医疗卫生部门中用作外用药膏的基材、 缓释性药剂、抗血栓材料等；在农业部门中用 作土壤改良剂等。在日常生活，用作吸水性抹 布、一次性尿布、插花材料等。
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高吸水性树脂
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。
高吸水性树脂
(c) 聚丙烯酸酯水解法 通过聚丙烯酸酯的水解引入亲水性基团是 目前制备聚丙烯酸盐系高吸水性树脂最常用的 方法。这是因为丙烯酸酯品种多样，自聚、共 聚性能都十分好，可根据不同聚合工艺制备不 同外形的树脂。用碱水解后，根据水解程度的 不同，就可得到粉末状、颗粒状甚至薄膜状的 吸水能力各异的高吸水性树脂。
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