丙烯酸系高吸水树脂的应用研究
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2 应用 2 1 在农业上的应用
丙烯酸系吸水树脂在农业耕种时, 如拌土、包 衣、蘸根、无 土栽培、流体播 种等 25 方面广 泛使 用。其中聚丙烯酰胺/ 聚丙烯酸盐共聚物虽然成 本高, 但寿命长, 是保水性吸水树脂的主要产品, 适合于拌土; 而淀粉接枝聚丙烯酸共聚物成本低, 但寿命短, 适合于包衣和蘸根 26 。
用丙烯酸系吸水树脂制备的合成花土, 吸水 后仍能成形, 有一定的强度, 能承载和固定栽植于 其中的植物, 并能提供植物所需的养分。如果在 合成中加入相应的染料, 就能制成各种颜色鲜艳 的彩色花土, 具有商业应用前景 34 。 2 2 在石油工业上的应用
丙烯酸系吸水树脂与天然橡胶或合成橡胶混 合, 加工成型的密封材料在与水接 触时, 膨胀度 高, 能保持良好的机械强度, 而且具有较强的耐强 酸、强碱性能, 可用作石油工业输气、输油管线上
丙烯酸系高吸水树脂可以作为特种涂饰剂, 生产功能性皮革制品, 用于特殊场合。这种皮革 制品遇水时, 涂层中的树脂吸水膨胀, 堵塞皮革中 的孔隙, 起到防水作用; 经晾干后, 吸水树脂脱水 收缩, 该皮革制品又可恢复干燥条件下的透气性 能 46 。 2 7 在卫生用品中的应用
丙烯酸系吸水树脂除在妇女卫生巾、儿童尿 不湿等应用外, 还开发出具有特殊功能的男性成 人小便失禁用衬垫和对有机盐溶液吸收能力高的 老人薄型用尿布 47 。 2 8 其他方面的应用
由于丙烯 酸系吸水树脂 良好的吸湿 放湿特 性, 将其喷洒在路面上, 使在晚间吸收的水分供白 天蒸发, 保持尘面一定的含湿量, 防止扬尘。同时 喷洒在尘面的吸水树脂能渗透到尘粒的空隙内并 滞留在其中, 减少了水分的下渗, 增加尘粒的含湿 量, 也利于抑制粉尘飞扬 39 。吸水树脂渗透到尘 粒之间或尘 粒的孔隙内, 干燥后, 使尘粒相互粘 结, 还起到固土的作用。其吸水后的粘性作用, 则 可使沉降在路面的粉尘或汽车轮胎上所带粉尘不 能再次飞扬 40 。
4 王立勇, 任天瑞. 丙烯酸/马来酸酐高吸水 树脂的合成. 过程 工 程学报, 2005, 5( 2) : 162~ 165
5 Rosa F, Bordado J, Casquilho M . Kinet ics of Wat er Absorbency in AA / AMPS Copolymers: Applicat ions of a Diffusion- relaxat ion Mod el. Polymer , 2002, 43: 63~ 70
2006 年 4 月
胡 涛等. 丙烯酸系高吸水树脂的 应用研究
5
丙烯酸系高吸水树脂的应用研究
胡 涛 周苏闽 李登好 袁金燕
( 淮阴工学院生化系, 淮安 223001)
摘 要 丙烯酸系高吸水树脂具有良好的吸水性和保水性, 介绍了 丙烯酸系吸 水树脂的 性能 及改性研究, 重点对其在农业、石油、建筑、医疗卫生等领域的应用研究进展进行了综述。
丙烯酸系吸水树脂及其改性产品还广泛应用 于食 品包 装保 鲜材 料 48 、人 造雪 49 、灭火 防火 剂 50 、除臭杀菌剂 51 、留香材料 52 、缓蚀剂 53 等 方面。
3 结语 丙烯酸系吸水树脂自出现以来, 给工农业的
发展带来了空前的变化, 同时也给人们的日常生 活带来了便利。随着对丙烯酸系吸水树脂改性研 究的深入进行, 新型高吸水率、高吸水速度、耐盐、 环保、廉价的吸水树脂必将在各行各业中获得更 为广泛的应用。
丙烯酸系吸水树脂在肠道内同样可以产生强 大的保水作用, 其机理与纤维素类缓泻药相似, 可 以使粪便中水分增加, 同时刺激肠道蠕动, 从而治 疗便秘。丙烯酸系吸水树脂吸水作用远比纤维素 类强, 具有更大的优势 44 。 2 5 在建筑工业上的应用
丙烯酸系高分子吸水树脂可作为新型的水泥 基材料自养护外加剂。在水泥基材料拌制过程中
参考文献
1 徐家乐, 徐卡秋, 赵春霞. 复 合交联剂 对高吸 水树脂 性能的 影 响. 四川化工, 2005, 8( 1) : 7~ 9
2 Padmanabha M R , Mohana K Raju. Design and Synthesis of Superab sorbent Polymers. J Appl Polym Sci , 2001, 80: 2635~ 2639
1 特性机理与改性研究 丙烯酸系吸水树脂主要是指丙烯酸、丙烯酸
盐和交联剂形成的三元共聚物 3 ( 即聚丙烯酸) 或 丙烯酸与 其他有 机、无机物 等形成 的多元 共聚 物 4 。它吸收的水分子与交联聚合物基团电离出 了大量的阳离子。阳离子做相对自由运动, 而电 离出的聚合物离子则处于相对静止状态, 这两者 间存在很强的静电斥力, 可使聚合物链伸展并最 终导致整个网状结构在空间上的扩张。该网状体 系存在着很强的渗透压, 周围的水分子可以持续 进入交联聚合物网格中, 但吸水、溶胀的趋势不是 无限的, 而取决于其聚合物内部的交联程度 5 。
的密封材料 35 。 用丙烯酸系吸水树脂包裹无机物粉末粒子,
可制得吸水性复合体, 或将吸水树脂直接磨成一 定粒径范围的颗粒, 悬浮在卤水溶液中, 制成堵水 剂, 注入 高 渗 透层 后 遇 水 膨 胀, 起 到 调 剖的 作 用 36 。当其被挤 入油层 时, 由于不 具备吸 油能 力, 因而在开采时很容易被携带出来, 达到选择性 封堵的目的 37 。在原油或成品油脱水中丙烯酸 系吸水树脂也有很好的应用 38 。 2 3 在水土治理方面的应用
精细石油化工进展
第7卷 第4 期
6
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
薯粉 16 、魔芋粉 17 等。纤维素有纸浆纤维 18 、壳 聚糖 19 等。丙烯酸与矿物共聚改性则主要是利 用矿物粉体具有较大比表面积, 且表面有许多羟 基, 可与丙烯酸聚合物反应, 同时可利用矿物的吸 水膨胀性、阳离子交换性, 抗高温性和较低的收缩 率等特性, 制备出成本低、综合性能好的丙烯酸系 吸水性复合树脂。常用的矿物主要有粘土 20 、累 托石 21 、凹凸棒土 22 、高岭土 23 等。为了废物利 用, 降低成本, 丙烯酸及其盐还可与如聚乙烯废塑 料等接枝共聚, 合成高吸水性树脂 24 。
关键词 吸水树脂 丙烯酸 改性 应用
吸水性树脂是一种典型的功能高分子材料, 其吸水速度快、吸量大, 可在几分钟甚至几秒钟内 吸入达自身质量数百倍的水 1 , 受压后, 水也不会 被释放出来。其还具有缓 释、吸附、吸湿 放湿作 用, 因而应用广泛。目前, 国内外吸水树脂主要有 丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等系列产品。其中丙烯 腈系吸水树脂水解物吸水率高, 但工艺复杂, 残余 氰基有毒 2 ; 丙烯酰胺系吸水树脂耐盐性高, 但吸 水率低; 丙烯酸系吸水树脂除了具备高吸水率等 基本性能外, 其原料来自工业丙烯酸, 生产成本相 对较便宜, 工艺较简便, 且产品质量稳定。所以, 丙烯酸系吸水树脂在世界高吸水树脂市场中占主 导地位。
丙烯酸系吸水树脂在合成原料方面的改进研 究就更为广泛, 主要是丙烯酸与淀粉、纤维素、矿 物等进行共聚改性。丙烯酸与淀粉、纤维素共聚, 利用的是淀粉、纤维素原料便宜, 而且可以生物降 解的特性。主要的淀粉有面粉 14 、玉米粉 15 、木
收稿日期: 2006 01 02。 作者简介: 胡涛, 博士, 毕业于南 京工业大学 化工学院, 主 要从事化学工程与工艺研究, 已发表论文 30 余篇。 基金项目: 淮 阴工 学院 重点基 金资 助, 项 目 编号 为 JK 200501。
丙烯酸系吸水树脂在操场上撒播, 吸收雨天 的降水, 在无雨干燥时缓慢释放出水分, 补充Hale Waihona Puke Baidu场 蒸发的水分, 使表层维持一定的水分并不丧失粘 性, 有效减少沙尘 随风扬起 41 。在荒漠治理中, 丙烯酸系吸水树脂可以在一定程度上防止土壤沙 化, 减少沙尘暴的形成 42 。 2 4 在医学上的应用
丙烯酸系吸水树脂吸水后形成的凝胶比较柔 软, 具有对人体无刺激性、无副反应、不发生炎症, 不引起血液凝固等特点。因而可用于制备能吸收 手术及外伤出血, 并可防止化脓的医用绷带、棉球 和纱布等; 也可用于制造人工玻璃体、人工角膜、 人工皮肤、人工血管等 43 ; 还可用于制备含水量 大、使用舒适的外用软膏; 在缓释药物基材的制造 中也有广泛的应用。
3 M ongkolsawat K, Sonsuk M . Synthesis and Property Characterizat ion of Cassava Starch Graft ed Poly[ acrylamide- co- ( maleic acid) ] Super absorbent Via G- Irradiation. Polymer , 2002, 43( 14) : 3915~ 3924
6 张新民, 游庆红, 徐虹. 生物 可降解型 聚谷氨 酸高吸 水树脂 的 制备. 高分子材料科学与工程, 2003, 19( 2) : 203~ 205
7 Zhu Y B, Pu B Y, Zhang J L, et al. Synthesis of Anti - salt Absorbent Resins and Studies of Reaction Mechanism. J Appl Polym Sci , 2001, 79: 572~ 574
理, 可对合成工艺和原料进行改进, 克服其缺点, 制备耐盐、高吸水速度、高吸水率、廉价和环保的 新型丙烯酸系吸水树脂。
新型的合成工艺大部分集中在聚合引发方式 上, 典型的有紫外光、微波和辐射。采用紫外光辐 照法直接合成丙烯酸/ 丙烯酸盐高吸水性树脂, 具 有工艺简单、反应时间短、可在常温下进行, 并且 无三废污染等特点 8 ; 采用紫外光引发丙烯酸反 相乳 液 聚合, 反应 速 率 较 快, 单 体 转 化 率可 达 93% 9 ; 利用微波技术合成丙烯酸盐接枝共聚物 则可实现一次合成、干燥, 简化合成工艺, 且吸水 速率明 显高于化 学法合 成的高 吸水树 脂 10 ; 采 用60Co 射线辐射引发反相丙烯酸钠的接枝聚合 法, 克服了化学引发水溶液聚合存在的反应热较 难解决, 产物出料困难以及需切割、粉碎、筛分等 工序的缺陷 11 。还有一些新型的合成工艺出现 在丙烯酸系高吸水树脂的制备上。如波聚合工艺 制备聚丙烯酸系高吸水树脂, 聚合过程无需持续 加热。与传统工艺相比, 不仅反应速度快, 而且所 制备的树脂呈多孔结构, 其吸水速率和能力都有 大幅度提高 12 ; 不用氮气保护, 以水为溶剂, 加入 尿素与丙烯酸的制备工艺得到的吸水树脂具有高 吸水和吸盐水特性 13 。
丙烯酸系中常用的聚丙烯酸吸水树脂也有许 多缺点: ( 1) 原料来自不可再生的石油资源。生产 成本虽然较其他吸水树脂便宜, 但还是制约了其 大规模使用。( 2) 产品不可降解 6 。现在提倡绿 色生产, 过程为清洁生产, 最终产品废弃时可以自 然降解。( 3) 吸水率虽然优良, 但耐盐性差 7 , 用 于吸尿等卫生用品效果有待提高。针对其吸收机
2006 年 4 月
胡 涛等. 丙烯酸系高吸水树脂的 应用研究
7
加入丙烯酸系吸水树脂后, 水泥制品可在不需要 外部人工养护的情况下, 获得较好的强度, 从而达 到自养护的目的。这种新型的自养护方法不但可 以使普通水泥混凝土的养护工序大为简化, 降低 后期的人工养护成本, 而且有望解决高性能混凝 土早期自干缩严重和难养护的难题 45 。 2 6 在皮革制造业中的应用
丙烯酸系吸水树脂还对土壤改良, 增强土壤 通透性等方面具有独特的作用 27 。利用丙烯酸
系吸水树脂的保水性能, 在播种期较干旱的条件 下, 树脂对促进幼苗根系生长具有很大的帮助, 明 显增强了种子的抗旱能力 28 。同时还改善了根 系周围的水、肥、气、热等生理环境, 促进根系发 育, 扩大吸收面积 29 ; 由于丙烯酸系吸水树脂能 够持续供给植物生长所需水分, 协调了作物的生 理代谢, 最终可达到大幅度增产的效果 30 。丙烯 酸系吸水树脂也可用作农植物所需其他成分的缓 释载体材料 31 , 与氮肥或氮磷肥 配合使用时, 可 增加吸氮量 32 , 减少肥料用量。加入到尿素类非 电解质肥料中, 则可使保水保肥作用得到更充分 发挥 33 。
丙烯酸系吸水树脂在农业耕种时, 如拌土、包 衣、蘸根、无 土栽培、流体播 种等 25 方面广 泛使 用。其中聚丙烯酰胺/ 聚丙烯酸盐共聚物虽然成 本高, 但寿命长, 是保水性吸水树脂的主要产品, 适合于拌土; 而淀粉接枝聚丙烯酸共聚物成本低, 但寿命短, 适合于包衣和蘸根 26 。
用丙烯酸系吸水树脂制备的合成花土, 吸水 后仍能成形, 有一定的强度, 能承载和固定栽植于 其中的植物, 并能提供植物所需的养分。如果在 合成中加入相应的染料, 就能制成各种颜色鲜艳 的彩色花土, 具有商业应用前景 34 。 2 2 在石油工业上的应用
丙烯酸系吸水树脂与天然橡胶或合成橡胶混 合, 加工成型的密封材料在与水接 触时, 膨胀度 高, 能保持良好的机械强度, 而且具有较强的耐强 酸、强碱性能, 可用作石油工业输气、输油管线上
丙烯酸系高吸水树脂可以作为特种涂饰剂, 生产功能性皮革制品, 用于特殊场合。这种皮革 制品遇水时, 涂层中的树脂吸水膨胀, 堵塞皮革中 的孔隙, 起到防水作用; 经晾干后, 吸水树脂脱水 收缩, 该皮革制品又可恢复干燥条件下的透气性 能 46 。 2 7 在卫生用品中的应用
丙烯酸系吸水树脂除在妇女卫生巾、儿童尿 不湿等应用外, 还开发出具有特殊功能的男性成 人小便失禁用衬垫和对有机盐溶液吸收能力高的 老人薄型用尿布 47 。 2 8 其他方面的应用
由于丙烯 酸系吸水树脂 良好的吸湿 放湿特 性, 将其喷洒在路面上, 使在晚间吸收的水分供白 天蒸发, 保持尘面一定的含湿量, 防止扬尘。同时 喷洒在尘面的吸水树脂能渗透到尘粒的空隙内并 滞留在其中, 减少了水分的下渗, 增加尘粒的含湿 量, 也利于抑制粉尘飞扬 39 。吸水树脂渗透到尘 粒之间或尘 粒的孔隙内, 干燥后, 使尘粒相互粘 结, 还起到固土的作用。其吸水后的粘性作用, 则 可使沉降在路面的粉尘或汽车轮胎上所带粉尘不 能再次飞扬 40 。
4 王立勇, 任天瑞. 丙烯酸/马来酸酐高吸水 树脂的合成. 过程 工 程学报, 2005, 5( 2) : 162~ 165
5 Rosa F, Bordado J, Casquilho M . Kinet ics of Wat er Absorbency in AA / AMPS Copolymers: Applicat ions of a Diffusion- relaxat ion Mod el. Polymer , 2002, 43: 63~ 70
2006 年 4 月
胡 涛等. 丙烯酸系高吸水树脂的 应用研究
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丙烯酸系高吸水树脂的应用研究
胡 涛 周苏闽 李登好 袁金燕
( 淮阴工学院生化系, 淮安 223001)
摘 要 丙烯酸系高吸水树脂具有良好的吸水性和保水性, 介绍了 丙烯酸系吸 水树脂的 性能 及改性研究, 重点对其在农业、石油、建筑、医疗卫生等领域的应用研究进展进行了综述。
丙烯酸系吸水树脂及其改性产品还广泛应用 于食 品包 装保 鲜材 料 48 、人 造雪 49 、灭火 防火 剂 50 、除臭杀菌剂 51 、留香材料 52 、缓蚀剂 53 等 方面。
3 结语 丙烯酸系吸水树脂自出现以来, 给工农业的
发展带来了空前的变化, 同时也给人们的日常生 活带来了便利。随着对丙烯酸系吸水树脂改性研 究的深入进行, 新型高吸水率、高吸水速度、耐盐、 环保、廉价的吸水树脂必将在各行各业中获得更 为广泛的应用。
丙烯酸系吸水树脂在肠道内同样可以产生强 大的保水作用, 其机理与纤维素类缓泻药相似, 可 以使粪便中水分增加, 同时刺激肠道蠕动, 从而治 疗便秘。丙烯酸系吸水树脂吸水作用远比纤维素 类强, 具有更大的优势 44 。 2 5 在建筑工业上的应用
丙烯酸系高分子吸水树脂可作为新型的水泥 基材料自养护外加剂。在水泥基材料拌制过程中
参考文献
1 徐家乐, 徐卡秋, 赵春霞. 复 合交联剂 对高吸 水树脂 性能的 影 响. 四川化工, 2005, 8( 1) : 7~ 9
2 Padmanabha M R , Mohana K Raju. Design and Synthesis of Superab sorbent Polymers. J Appl Polym Sci , 2001, 80: 2635~ 2639
1 特性机理与改性研究 丙烯酸系吸水树脂主要是指丙烯酸、丙烯酸
盐和交联剂形成的三元共聚物 3 ( 即聚丙烯酸) 或 丙烯酸与 其他有 机、无机物 等形成 的多元 共聚 物 4 。它吸收的水分子与交联聚合物基团电离出 了大量的阳离子。阳离子做相对自由运动, 而电 离出的聚合物离子则处于相对静止状态, 这两者 间存在很强的静电斥力, 可使聚合物链伸展并最 终导致整个网状结构在空间上的扩张。该网状体 系存在着很强的渗透压, 周围的水分子可以持续 进入交联聚合物网格中, 但吸水、溶胀的趋势不是 无限的, 而取决于其聚合物内部的交联程度 5 。
的密封材料 35 。 用丙烯酸系吸水树脂包裹无机物粉末粒子,
可制得吸水性复合体, 或将吸水树脂直接磨成一 定粒径范围的颗粒, 悬浮在卤水溶液中, 制成堵水 剂, 注入 高 渗 透层 后 遇 水 膨 胀, 起 到 调 剖的 作 用 36 。当其被挤 入油层 时, 由于不 具备吸 油能 力, 因而在开采时很容易被携带出来, 达到选择性 封堵的目的 37 。在原油或成品油脱水中丙烯酸 系吸水树脂也有很好的应用 38 。 2 3 在水土治理方面的应用
精细石油化工进展
第7卷 第4 期
6
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
薯粉 16 、魔芋粉 17 等。纤维素有纸浆纤维 18 、壳 聚糖 19 等。丙烯酸与矿物共聚改性则主要是利 用矿物粉体具有较大比表面积, 且表面有许多羟 基, 可与丙烯酸聚合物反应, 同时可利用矿物的吸 水膨胀性、阳离子交换性, 抗高温性和较低的收缩 率等特性, 制备出成本低、综合性能好的丙烯酸系 吸水性复合树脂。常用的矿物主要有粘土 20 、累 托石 21 、凹凸棒土 22 、高岭土 23 等。为了废物利 用, 降低成本, 丙烯酸及其盐还可与如聚乙烯废塑 料等接枝共聚, 合成高吸水性树脂 24 。
关键词 吸水树脂 丙烯酸 改性 应用
吸水性树脂是一种典型的功能高分子材料, 其吸水速度快、吸量大, 可在几分钟甚至几秒钟内 吸入达自身质量数百倍的水 1 , 受压后, 水也不会 被释放出来。其还具有缓 释、吸附、吸湿 放湿作 用, 因而应用广泛。目前, 国内外吸水树脂主要有 丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等系列产品。其中丙烯 腈系吸水树脂水解物吸水率高, 但工艺复杂, 残余 氰基有毒 2 ; 丙烯酰胺系吸水树脂耐盐性高, 但吸 水率低; 丙烯酸系吸水树脂除了具备高吸水率等 基本性能外, 其原料来自工业丙烯酸, 生产成本相 对较便宜, 工艺较简便, 且产品质量稳定。所以, 丙烯酸系吸水树脂在世界高吸水树脂市场中占主 导地位。
丙烯酸系吸水树脂在合成原料方面的改进研 究就更为广泛, 主要是丙烯酸与淀粉、纤维素、矿 物等进行共聚改性。丙烯酸与淀粉、纤维素共聚, 利用的是淀粉、纤维素原料便宜, 而且可以生物降 解的特性。主要的淀粉有面粉 14 、玉米粉 15 、木
收稿日期: 2006 01 02。 作者简介: 胡涛, 博士, 毕业于南 京工业大学 化工学院, 主 要从事化学工程与工艺研究, 已发表论文 30 余篇。 基金项目: 淮 阴工 学院 重点基 金资 助, 项 目 编号 为 JK 200501。
丙烯酸系吸水树脂在操场上撒播, 吸收雨天 的降水, 在无雨干燥时缓慢释放出水分, 补充Hale Waihona Puke Baidu场 蒸发的水分, 使表层维持一定的水分并不丧失粘 性, 有效减少沙尘 随风扬起 41 。在荒漠治理中, 丙烯酸系吸水树脂可以在一定程度上防止土壤沙 化, 减少沙尘暴的形成 42 。 2 4 在医学上的应用
丙烯酸系吸水树脂吸水后形成的凝胶比较柔 软, 具有对人体无刺激性、无副反应、不发生炎症, 不引起血液凝固等特点。因而可用于制备能吸收 手术及外伤出血, 并可防止化脓的医用绷带、棉球 和纱布等; 也可用于制造人工玻璃体、人工角膜、 人工皮肤、人工血管等 43 ; 还可用于制备含水量 大、使用舒适的外用软膏; 在缓释药物基材的制造 中也有广泛的应用。
3 M ongkolsawat K, Sonsuk M . Synthesis and Property Characterizat ion of Cassava Starch Graft ed Poly[ acrylamide- co- ( maleic acid) ] Super absorbent Via G- Irradiation. Polymer , 2002, 43( 14) : 3915~ 3924
6 张新民, 游庆红, 徐虹. 生物 可降解型 聚谷氨 酸高吸 水树脂 的 制备. 高分子材料科学与工程, 2003, 19( 2) : 203~ 205
7 Zhu Y B, Pu B Y, Zhang J L, et al. Synthesis of Anti - salt Absorbent Resins and Studies of Reaction Mechanism. J Appl Polym Sci , 2001, 79: 572~ 574
理, 可对合成工艺和原料进行改进, 克服其缺点, 制备耐盐、高吸水速度、高吸水率、廉价和环保的 新型丙烯酸系吸水树脂。
新型的合成工艺大部分集中在聚合引发方式 上, 典型的有紫外光、微波和辐射。采用紫外光辐 照法直接合成丙烯酸/ 丙烯酸盐高吸水性树脂, 具 有工艺简单、反应时间短、可在常温下进行, 并且 无三废污染等特点 8 ; 采用紫外光引发丙烯酸反 相乳 液 聚合, 反应 速 率 较 快, 单 体 转 化 率可 达 93% 9 ; 利用微波技术合成丙烯酸盐接枝共聚物 则可实现一次合成、干燥, 简化合成工艺, 且吸水 速率明 显高于化 学法合 成的高 吸水树 脂 10 ; 采 用60Co 射线辐射引发反相丙烯酸钠的接枝聚合 法, 克服了化学引发水溶液聚合存在的反应热较 难解决, 产物出料困难以及需切割、粉碎、筛分等 工序的缺陷 11 。还有一些新型的合成工艺出现 在丙烯酸系高吸水树脂的制备上。如波聚合工艺 制备聚丙烯酸系高吸水树脂, 聚合过程无需持续 加热。与传统工艺相比, 不仅反应速度快, 而且所 制备的树脂呈多孔结构, 其吸水速率和能力都有 大幅度提高 12 ; 不用氮气保护, 以水为溶剂, 加入 尿素与丙烯酸的制备工艺得到的吸水树脂具有高 吸水和吸盐水特性 13 。
丙烯酸系中常用的聚丙烯酸吸水树脂也有许 多缺点: ( 1) 原料来自不可再生的石油资源。生产 成本虽然较其他吸水树脂便宜, 但还是制约了其 大规模使用。( 2) 产品不可降解 6 。现在提倡绿 色生产, 过程为清洁生产, 最终产品废弃时可以自 然降解。( 3) 吸水率虽然优良, 但耐盐性差 7 , 用 于吸尿等卫生用品效果有待提高。针对其吸收机
2006 年 4 月
胡 涛等. 丙烯酸系高吸水树脂的 应用研究
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加入丙烯酸系吸水树脂后, 水泥制品可在不需要 外部人工养护的情况下, 获得较好的强度, 从而达 到自养护的目的。这种新型的自养护方法不但可 以使普通水泥混凝土的养护工序大为简化, 降低 后期的人工养护成本, 而且有望解决高性能混凝 土早期自干缩严重和难养护的难题 45 。 2 6 在皮革制造业中的应用
丙烯酸系吸水树脂还对土壤改良, 增强土壤 通透性等方面具有独特的作用 27 。利用丙烯酸
系吸水树脂的保水性能, 在播种期较干旱的条件 下, 树脂对促进幼苗根系生长具有很大的帮助, 明 显增强了种子的抗旱能力 28 。同时还改善了根 系周围的水、肥、气、热等生理环境, 促进根系发 育, 扩大吸收面积 29 ; 由于丙烯酸系吸水树脂能 够持续供给植物生长所需水分, 协调了作物的生 理代谢, 最终可达到大幅度增产的效果 30 。丙烯 酸系吸水树脂也可用作农植物所需其他成分的缓 释载体材料 31 , 与氮肥或氮磷肥 配合使用时, 可 增加吸氮量 32 , 减少肥料用量。加入到尿素类非 电解质肥料中, 则可使保水保肥作用得到更充分 发挥 33 。