超强吸水高分子材料

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1、SuperAbsorbentPolymer超强吸水高分子材料7/19/20211超强吸水高分子材料综述一、吸水原理二、分类三、基本结构四、SAP结构五、合成高吸水分子中一些重要术语六、接枝共聚反应实例七、高吸水性树脂的基本特性及影响因素7/19/20212超强吸水高分子材料(SuperAbsorbentPolymer简称SAP)也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物，是一种具有优异吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。超强吸水高分子材料综述7/19/2021既然安上super这个头衔,那我们就要看看它们和传统吸水材料的区别何在了^_^V.S普通吸水材料SAP超强吸水高分子

2、材料综述7/19/2021纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等。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，一旦受到外力作用，则很容易脱水，保水性很差。超强吸水高分子材料综述普通吸水材料7/19/202160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。超强吸水高分子材料综述普通吸水材料7/19/2021吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几

3、千倍。SAP优点吸水前吸水后超强吸水高分子材料综述7/19/2021SAP优点保水能力高:即使受压也不易失水观看保水能力演示超强吸水高分子材料综述7/19/2021既然有如此多的优点，那么是否也有一样多的用途呢？超强吸水高分子材料综述7/19/2021日常生活：吸水性抹布、、插花材料、婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、妇女卫生用品、餐巾、手帕、绷带、脱脂棉等农用保水剂、土壤改良剂用作医疗卫生材料：外用药膏的基材、缓释性药剂、抗血栓材料工业吸水剂：堵水剂、脱水剂食品工业包装材料、保鲜材料、脱水剂、食品增量剂等用途超强吸水高分子材料综述7/19/2021SAP的用途广泛:女性卫生用品医用吸水

4、胶布用途超强吸水高分子材料综述7/19/2021用途植物养护泥各式吸潮剂超强吸水高分子材料综述7/19/2021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。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。用途超强吸水高分子材料综述7/19/2021SAP是怎样吸水的？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

5、水性基团与水分子接触时，会相互作用形成各种水合状态。一、吸水原理1.吸水实质化学吸附物理吸附棉花、纸张、海绵等。毛细管的吸附原理。有压力时水会流出。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。加压也不能把水放出。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”（Falseice）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。实验证明，由于亲水性水合作用而吸附在高

6、吸水性树脂中亲水基团周围的水分子层厚度约为5×10－10～6×10－10m，相当于2～3个水分子的厚度。第一层水分子是由亲水性基团与水分子形成了配位键或氢键的水合水第二、三层则是水分子与水合水形成的氢键结合层。再往外，亲水性基团对水分子的作用力已很微弱，水分子不再受到束缚。按这种结构计算，每克高吸水性树脂所吸收的水合水的重量约为6～8g，加上疏水性基团所冻结的水分子，也不过15g左右。这个数字，与高吸水性树脂的吸水量相比，相差1～2个数量级，而与棉花、海绵等的吸水量相当。显然，还有更重要的结构因素在影响着树脂的吸水能力。研究发现，高吸水性树脂中的网状结构对吸水性有很大的影响：未经交

7、联的树脂基本上没有吸水功能。而少量交联后，吸水率则会成百上千倍地增加。但随着交联密度的增加，吸水率反而下降。图1为交联剂聚乙二醇双丙烯酸盐（PAGDA）对聚丙烯酸钠系高吸水性树脂吸水能力的影响。图1交联剂用量对吸水能力的影响由图中可见：当交联剂用量从0.02g增至0.4g时，聚合物的吸水能力下降60％以上。从淀粉与丙烯腈接枝共聚所得共聚物的吸水能力变化来看，随聚丙烯腈用量和平均分子量的增大，吸水量也随之增加（见图2）。这些例子都证明，适当增大网状结构，有利于吸水能力的