功能高分子之吸水树脂(精)

功能高分子之吸水树脂

功能高分子

功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能, 是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团, 或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。

吸水树脂

吸水树脂 (Super Absorbent Polymer, SAP 是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,并且保水性能优良,一旦吸水膨胀成为水凝胶时,即使加压也很难把水分离出来。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。

吸水树脂的性能:

1.高吸水性 :高吸水树脂的高吸水性包括:①吸水能力大。高吸水树脂的吸水倍率一般为自身质量的几十倍、几百倍甚至几千倍;②吸水速率快。离子型高吸水树脂达到饱和需几小时到几十小时, 0.5h 左右可达饱和吸水量的 1/2;非离子型高吸水树脂达到饱和只需 20~60min ,几秒钟至两分钟就可达到饱和吸水量的 1/2以上。③吸湿能力强, 吸湿速率快。能吸收空气及土壤环境中的气态水分子。高吸水树脂的吸湿能力和吸湿速率主要取决于高吸水树脂的种类和环境湿度的大小。

2.高保水性:高吸水树脂不但吸水能力强,而且保水能力也非常强。所谓保水能

力指的是吸水后的膨胀体能保持其水溶液不离析的状态的能力。众所周知, 含有大量水的一般水凝胶都具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。高吸

水树脂是水凝胶, 所以其吸收的水分在自然条件下蒸发速度很慢, 而且加压也不易

离析。通常物质的脱水主要有加热蒸发脱水和加力脱水两种。因此, 高吸水树脂

也有自然条件保水性、热保水性和加压保水性等几种保水功能。

3.有效持续性强 :保水剂具有反复吸水功能,即吸水 --释水 --干燥 --再吸水。

4.增稠性:高吸水树脂凝胶具有特殊的流变性能,增稠性是其显著特性。由于高吸水树脂在水中可吸收溶剂, 高度溶胀。溶液体系被溶胀的树脂颗粒紧密填充而变稠密, 溶液黏度显著增加,即很少量的树脂就可使溶液黏度大大提高。

5.安全性:高吸水树脂的水溶液呈弱酸性或弱碱性,无刺激性。经大量动物试验和农业试验证明,用于食品、医药卫生等方面的保水剂安全无毒,用于农林业方面的保水剂不会改变土壤的酸碱度。

除以上性能外,高吸水树脂还具有吸氨性、扩散性、相容性等特殊性能。

由于具有以上特性 , 听以高吸水性树脂在卫生用品 (小儿尿布 , 吸水餐巾 , 医用吸水纸以及水果、蔬菜、鱼肉保鲜、湿度调节和农业、林业、工业上均获得广泛的应用。高吸水性树脂的研究 , 始于美国农业部研究所北方试验室 . 他们的立足

点 , 是充分行用本国丰产的玉米 , 对其进行接枝改性 , 使之既具有天然高分子的性质 , 又具有人工合成高分子

的性质。目前 , 国外生产的高吸水性树脂有数十种 , 可分为六大类 :即淀粉间类、聚丙烯酸盐类、纤维素类、聚乙烯醇类、聚环氧易乙烷类及异丁烯与顺醉的共聚物等。其中产量最大 , 成本较低 , 应用较广的是淀粉类接枝共聚物 , 由玉米淀粉和丙烯基单体进行接枝共聚 , 生成物具有很高的吸水性能。五年前 , 美国和日本已将此类产品投入工业化生产 . 以日木三 l 刹匕成公司的产品 sa 。 wet IM一 300,x 五工一 1000为例。但是,这种高吸水性树脂进入市场后 , 由于成本较高,未进行大量运用。

吸水树脂被广泛应用于农业、林业、工业、建筑、医疗卫生、环保和日常生活等领域中。下面具体谈谈它在生活中各个方面的应用。

吸水树脂环保无毒特性

由于高吸水聚合物具有无毒、对人体无刺激性、无副反应、不引起血液凝固等特点, 近年来,已被广泛应用于医药领域。例如, 用于含水量大、使用舒适的外用软膏; 生产能吸收手术及外伤出血和分泌液, 并可防止化脓的医用绷带及棉球; 制造能使水分和药剂通过而微生物不能透过的抗感染性人造皮肤等。

随着科学技术的发展, 环境保护已越来越受到人们的关注。如果将高吸水聚合物装入到一个可溶于污水的袋中, 并将此袋浸入污水中,当袋子被溶解后,高吸水聚合物就可迅速地吸收液体而使污水固体化。

在电子工业中, 高吸水聚合物还可用作湿度传感器、水分测量传感器及漏水检测器等。高吸水聚合物可作为重金属离子吸附剂及吸油材料等。吸水树脂应用领域

1、在农业与园艺方面的应用

用于农业与园艺方面的高吸水性树脂又称为保水剂和土壤改良剂。我国是世界上缺水较严重的国家,因此,保水剂的应用就显得越来越重要,目前国内已有十几家科研院所的研制高吸水性树脂产品用于粮、棉、油、糖、烟、果、菜、林等 60多种植物上进行应用试验, 推广面积超过 7万多公顷,并在西北、内蒙等地利用高吸水性树脂进行大面积防砂绿化造林。用于这方面的高吸水性树脂主要是淀粉接枝丙烯酸盐聚合交联物和丙烯酰胺 -丙烯酸盐共聚交联物,其中盐已由钠型转向钾型。使用的方法主要有拌种、喷撤、穴施、或用水调成糊状后浸泡植物根部。同时,还可以利用高吸水性树脂对化肥进行包衣后施肥,充分发挥化肥的利用率,防止浪费和污染。国外还利用高吸水性树脂作为水果、蔬菜、食品保鲜包装材料。得米化工占地面积 30000多平方米,专业从事吸水材料(SAP 的研发和生产,国内首家从事高吸水性树脂的高新技术企业。 2、在医用、卫生方面的应用

主要用作婴儿尿布、餐巾、医用冰袋;用于调节环境气氛的胶状日用芳香材料。用作软膏、霜剂、擦剂、巴布剂等的基质医用材料,具有保湿、增稠、皮肤浸润、胶凝的作用。还可以制作成控制药物释放量、释放时间、释放空间的智能载体。

3、在工业方面的应用

利用高吸水性树脂高温吸水低温释放水的功能制作工业防潮剂。在油田采油作业中, 尤其老油田的采油作业, 利用超高相对分子质量的聚丙烯酰胺的水溶液进行驱油效果非常好。还可以用于有机溶剂的脱水, 尤其对极性小的有机溶剂其脱水效果十分显著。还有工业用的增稠剂、水溶性涂料等。

4、在建筑方面的应用

在水利工程使用的遇水快速膨胀材料, 是纯粹的高吸水性树脂, 主要用于汛期大坝洞的堵漏、地下室、隧道、地铁预制缝的堵水;用于城市污水处理和疏竣工程的泥浆固化, 以便于挖掘和运输等。高分子吸水树脂因其具有吸水量大, 保水能力强和分之聚合物的许多性能, 如:力学性能,可塑性,易加工和便于使用等,近二十年来发展速度, 被广泛应用与一次性卫生用品,农用领域,光电缆业和防水行业。

吸水树脂应用的具体说明:

一次性卫生用品是高分子吸水树脂的主要的也是较为成熟的应用领域, 约占高分子吸水树脂总用量的 70%-80%。

尿裤的技术要求

尿裤是以木浆和高分子吸水树脂为主构成的吸收芯体,以及无妨布, 纸巾, 松紧带和粘合剂等组成。尿裤产品的性能要求主要表现在保水性能, 穿渗速度, 液体扩散和防漏等。作为尿裤原材料的高分子吸水树脂具有许多特性,如:吸收速率,吸收量, 加压下的吸收量和保水量。

比重和颗粒分布:它显示高分子吸水树脂的比重和颗粒大小以及分布情况。

这些特性对尿裤的性能都有不同的贡献, 所以我们并不认为某一数据高就一定是好的产品,但是相对而言,保水量和加压下的吸收量是比较重要的。

对尿裤性能的作用: