高吸水性树脂概述、特性和应用
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－。
高吸水性树脂在河道整治中的应用前景
高吸水性树脂在河道整治中的应用前景随着城市化进程的不断推进，河道整治成为改善城市生态环境和水资源保护的重要手段。
而高吸水性树脂作为一种新型环保材料，具有较强的保水保肥能力和较高的吸水速度，在河道整治中拥有广阔的应用前景。
高吸水性树脂，又称超级吸水树脂，是一种具有高吸水性的聚合物材料。
它能以自身重量的几百倍甚至上千倍的倍数吸收并保持水分，形成水凝胶状。
在河道整治中，高吸水性树脂可以应用于以下几个方面。
首先，高吸水性树脂可以有效改善河道水质。
当高吸水性树脂与水接触时，树脂内外的水分达到动态平衡，一部分水分被树脂吸收并形成凝胶状，从而降低了水中的悬浮物和有害物质的浓度。
这种吸附作用可以有效净化河道水体，提高水质的透明度和清洁度。
其次，高吸水性树脂的保水保肥特性使其能够在河道整治中发挥生态修复的作用。
该树脂能够吸收大量水分，并形成坚韧的凝胶状结构，使树脂与土壤紧密结合。
这种结合可以增加土壤的持水性和肥力，提供植物生长所需的养分和水分，促进植被的恢复和生态系统的重建。
此外，高吸水性树脂还可以用于河道护坡工程。
由于护坡区域的土壤常受到水流冲刷和侵蚀的影响，容易发生坡面破损和坡体塌方等问题。
而高吸水性树脂的润湿性和粘附性使其能够牢固地黏附在土壤表面，形成一层坚韧的保护膜，防止土壤被冲刷和侵蚀。
这种应用方式不仅能够有效稳定河道坡面，还能够减少土壤流失和水土流失的问题。
此外，高吸水性树脂在河道整治中还可以用于雨水收集和储存。
由于城市化进程的加速，城市面积不断扩大，雨水的排水问题成为一个日益紧迫的环境挑战。
高吸水性树脂可以应用于雨水集水设施中，通过吸收和储存雨水，缓解城市排水系统的压力，实现雨水资源的合理利用。
尽管高吸水性树脂在河道整治中具有广阔的应用前景，但也需要注意其合理使用与管理。
首先，需要对树脂的选择、使用方法和用量进行科学研究和评估，确保树脂的使用对环境和生态系统没有负面影响。
其次，应根据不同地区的实际情况和需求，制定相应的使用标准和规范，确保树脂的应用能够发挥最佳效果。
高吸水性树脂的性能及应用
高吸水性树脂的性能及应用叶良隐 02300021[摘 要]综述了高吸水树脂的制备、结构及吸水机理，介绍了高吸水树脂在各方面的应用，并提出了目前的主要研究趋势。
[关键词]高吸水树脂；吸水机理；发展；制备；应用。
高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(SuperabsorbentPolymers ),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]。
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[2]。
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程度；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[3]。
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[3]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（如—OH，—COOH等）；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。
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。
吸水树脂应用绿植的原理
吸水树脂应用绿植的原理介绍吸水树脂是一种具有良好吸水性能的材料，可以用来提供植物所需的水分。
它在绿植养护中起到了重要的作用。
本文将介绍吸水树脂在绿植养护中的原理及应用。
吸水树脂的特性•高吸水性：吸水树脂可以迅速吸收大量的水分，起到储水的作用。
•持水能力强：吸水树脂可以长时间保持水分，减少频繁浇水的需求。
•能释放水分：吸水树脂可以根据植物的水分需求来释放适量的水分。
•环境友好：吸水树脂是一种无毒、无害的材料，对环境无污染。
吸水树脂在绿植养护中的应用1.提供充足的水分：吸水树脂可以将大量的水分吸收并储存起来，通过根据植物的水分需求来释放适量的水分，从而为植物提供充足的水分。
2.减少浇水频次：由于吸水树脂具有持水能力强的特性，可以长时间保持水分，减少了频繁浇水的需求，给人们的养护工作带来了便利。
3.缓解干旱环境：吸水树脂的高吸水性能和持水能力可以帮助植物在干旱环境中生存，提供了良好的养分和水分供给，减轻了植物受干旱影响的程度。
4.提高植物生存率：吸水树脂能够提供可控的水分供给，避免过度浇水或水分不足造成的植物死亡，从而提高了植物的生存率。
5.保持土壤湿润度：吸水树脂可以帮助保持土壤的湿润度，在植物生长过程中起到稳定土壤湿度的作用，为植物的生长提供了良好的环境。
6.降低养护难度：由于吸水树脂减少了频繁浇水的需求，可以降低植物的养护难度，方便了人们的养护工作。
吸水树脂的使用方法1.选择适合的吸水树脂：根据植物的种类和具体需求选择合适的吸水树脂规格和品牌，确保吸水树脂的质量和效果。
2.使用适量的吸水树脂：根据植物的根系大小和需水量，使用适量的吸水树脂，避免过量或不足。
3.混合吸水树脂和土壤：将适量的吸水树脂和土壤混合均匀，确保吸水树脂能够与土壤充分接触和发挥作用。
4.喷水激活吸水树脂：在混合吸水树脂和土壤后，喷水激活吸水树脂，使其吸水膨胀，准备好为植物提供水分。
5.按照植物的生长需求进行管理：根据植物的生长需求，定期检查和管理吸水树脂的湿润程度，避免出现水分过多或过少的情况。
高分子吸水性树脂
5.高吸水性树脂应 用
目前，卫生用品是 SAR 的主要应用领域，占其消费总 量的 80％～95％。
农林园艺 SAR 在农业、林业、园艺领域的应用也非常 广泛，作为土壤的改良剂和保水 剂,可以改善土壤的团粒 结构,增加土壤的透气性和透水性，现已被许多国家用来治 理沙漠.SAR 可作种子保水剂，提高发芽率；涂于植物根部， 可防止根部干燥，减少移植休克，提 高成活率。
⑷吸氨性强 树脂中含有羧基的聚合阴离子物，适当调节 pH 值， 使部分羧基呈酸性，可吸收氨，有明 显的防臭作用。
3.高吸水性树脂的特点
⑸增稠性 高吸水性树脂吸水后呈凝胶状，比普通水 溶性高分子具有更高的粘度，用在化妆品 上具 有明显的增稠效果。
⑹能和其它高分子材料共混 高吸水树脂与其它高分子树脂进行共混后 性能良好，可明显提高产品的质量和性能。
⑵纤维素系类 由于淀粉系高吸水性树脂的 出现， 人想到 用纤维素为原料制备高吸水树脂。 纤维素 原料来 源广泛， 能与多种低分子反应， 是 近十年来高吸水树脂发展的一个方面。 例 如： 纤维素接枝、 羟丙基化纤维素、黄原 酸化纤维素等。
2.高吸水性树脂分类
⑶合成树脂系 它的种类很多，且随着研究的深入，也越来越多。 例如：聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、 聚氧化烷烃类、 无机聚合物类。
工业化生产多以合成聚丙烯酸系为主,因为其反应易于 实现且树脂的各项性指标都比较 好，吸水能力高、保水 能力强，与淀粉等天然高分子接枝共聚物相比，具有生产 成本低、工艺条件简单、生产效率高、吸水性能好等一系 列优点。
[7-9]
5.高吸水性树脂应 用
由于 SAR 具有许多优异的性能，从而被广泛应用 于农业、林业、园艺、医药、医疗、 生理卫生、 石油、化工、环境保护、美容化妆、建材、生化 技术和食品等众多领域，并越来 越受到人们的关 注和青睐。 卫生用品卫生用品是最早使用 SAR 且应用研究比较成规模的一个领域。 由于 SAR 具有 吸水率高、保水性强、安全无毒、重量轻、 吸液量大等优点，一问世就受到卫生用品厂家的 重视，被制成一次性婴儿尿布、妇女卫生巾、宇 航员尿袋、餐巾、手帕、母乳垫片、手术衬 垫等。
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
14
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。
7
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
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。
1
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
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。
高吸水性树脂在水域治理中的应用前景
高吸水性树脂在水域治理中的应用前景引言：随着全球水资源的快速消耗和环境污染问题的日益严重，对水域治理的需求变得越来越迫切。
高吸水性树脂作为一种新型材料，具有优异的吸水性能和环境适应性，在水域治理中展现出广阔的应用前景。
本文将从高吸水性树脂的基本特性、应用领域以及未来发展方向三个方面进行探讨和分析。
一、高吸水性树脂的基本特性高吸水性树脂是一种具有超强含水性的树脂材料，其最大特点就是在吸水后能够迅速形成凝胶状物质，并能保持相对稳定的体积。
这种材料在吸水后能够将大量的水分固定在凝胶中，形成一种类似于海绵状的结构，具有良好的持水性和附水性。
同时，高吸水性树脂具有较高的物理强度和化学稳定性，能够承受一定的外部压力而不易变形或破碎。
二、高吸水性树脂在水域治理中的应用领域1. 水质净化高吸水性树脂可以作为一种有效的水质净化材料，通过其优异的吸附性能，可以吸附和固定水体中的有害物质，如重金属离子、氨氮等。
此外，高吸水性树脂还能够起到过滤和分离的作用，去除水中的悬浮物和浮游生物，提高水质的透明度和纯净度。
2. 水体截污水域污染问题严重时，高吸水性树脂可以用于水体截污工程。
通过将高吸水性树脂投放到污染源周围的水域中，可以迅速吸附水中的有害物质并形成凝胶，阻止污染物的进一步扩散和蔓延，有效控制污染源的扩散范围，减轻对水环境的破坏。
3. 废水处理高吸水性树脂作为一种理想的吸附材料，在废水处理中具有广泛的应用前景。
其优良的吸附性能可以有效地吸附并去除废水中的有害物质，如有机物、色素、重金属离子等。
与传统的废水处理方法相比，高吸水性树脂具有操作简便、成本低廉、净化效果好的优点，能够为废水处理带来新的解决方案。
4. 水域生态修复水域生态修复是目前水域治理中一个重要的课题。
高吸水性树脂可以作为一种生态修复材料，用于改善受损水域的水环境条件。
通过投放高吸水性树脂，可以恢复水域中的水位、湿度和养分等，为水体生态系统的恢复和重建提供有利条件，促进水中生物的繁衍和生长。
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
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
第5章高吸水性树脂
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第二节 高吸水性树脂的分类
顺丁烯二酸酐交联聚乙烯醇的反应
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第二节 高吸水性树脂的分类
(4)醋酸乙烯酯共聚物 a. 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。
SAN62
SAN63
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10.5
11.6
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47.3
49.2
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第三节 高吸水性树脂的吸水机理
5. 高吸水性树脂的吸水平衡
高吸水性树脂吸收水后发生溶胀，形成凝胶。在溶胀过程中， 一方面，水分子力图渗入网格内使其体积膨胀。 另一方面，由于交联高分子体积膨胀导致网格向三维空间扩展， 使网键受到应力而产生弹性收缩，阻止水分子进一步渗入。
制备高吸水性树脂淀粉主要采用玉米淀粉和小麦淀粉，也可采用 土豆、红薯和大米淀粉为原料，甚至有直接采用面粉为原料的。
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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。 纤维素类 纤维素与亲水性单体接枝共聚产物。 优点：原料来源丰富。
当两种相反作用相互抵消时，溶胀达到平衡，吸水量达最大。
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第四节 高吸水性树脂的基本特性
吸水率
1．高吸水性
吸水速率 (1) 吸水率：表征树脂吸水性的最常用指标。物理意义为每克树 脂吸收的水重量，单位为克水／克树脂。 过滤法
高吸水性树脂的特性及其应用
性和特殊的吸湿能力的高分子材料也就称为高吸水性树脂。这种树脂具有传递、转换和
贮存水的功能，又称其为功能性高吸水性树脂。
高吸水性树脂的分子中含有极性基团，并具有一定的交联度，是一种三维空间网络
结构，这种特殊的化学结构和网络结构，使其吸水方式既有物理吸附,又有化学吸附和网
络吸附，因此它可以吸收成百上千倍的水。
重视，如婴儿襁褓、纸尿布、失禁片、妇女卫生巾，宇航员尿袋、餐巾、手帕、母乳垫
片、卫生棉、止血栓、生理棉、汗毛巾等产品中都可以应用高吸水性树脂。另外，如手
术垫、手术手套、手术衣、手术棉、贴身衬衣、内裤、鞋垫等一些生理用品中也广泛用
到高吸水性树脂。它的高吸水能力和保水能力使得生理卫生方面的产品大大轻便化、小
3、对光和热的稳定性高
不同的吸水性树脂在吸水状态时,有不同的热稳定性，高吸水性树脂在 70℃加热 1h, 水分损失较小，如把高吸水性树脂贮存在密闭容器中，可贮存 3～4 年，其吸水能力不变。
4、吸氨性强
树脂中含有羧基的聚合阴离子物，适当调节 PH 值，使部分羧酸基呈酸性，可吸收氨， 有明显的防臭作用。
可以被植物吸收和利用，并能在植物的根系附近形成一个局部湿润的环境，对植物来说， 能起到很好的“微型水库”的作用，土壤中混入 0.1%～0.5%的高吸水性树脂后，即使土 壤中水分过多或干旱缺水时都能保持土壤的有效湿度稳定，可减少浇水的次数，促进作 物生长，提高产量，同时也可以有效防止水分的流失和蒸发。
的三维空间网状结构，其吸水机理可用 Flory-Huggins 热力学理论加以说明。
一些高分子固体之所以能够吸水，是因为在高分子固体和水相界面两侧自由能有差
别，改吸水现象包括两个过程，一是对固体表面的润湿吸附，二是通过界面溶解于固体
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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。
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高吸水性树脂
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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。
5
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
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。
8
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。
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。
11
高吸水性树脂
1.1.3 合成聚合物类 合成高吸水性树脂目前主要有四种类型：
（1）聚丙烯酸盐类 这是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。这类产品吸水倍率较高，一般 均在千倍以上。
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高吸水性树脂
国内的长春应用化学研究所采用Co60—γ 射线辐照玉米淀粉和土豆淀粉产生自由基，然 后在水溶液中引发接枝丙烯酰胺，也得到了吸 水率达2000倍的高吸水性淀粉树脂。
12
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，故这类产品的吸水倍率不太高，一般在 500～1000倍左右。
13
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
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；
d. 腈基、酯基水解。
7
高吸水性树脂
按交联方法分类 按产品形状分类
9
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。
10
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
用该方法制得的高吸水性树脂虽有较好的 吸水能力，但由于反应体系的粘度通常很大， 水解反应不可能十分彻底，最终产品中会残留 有毒的丙烯腈单体，故限制了它们的应用。
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。
高吸水性树脂概述、特性和应用
1
1 概述
自古以来，吸水材料的任务一直是由纸、 棉花和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。
2
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。
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。
14
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。
4
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。
3
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。