高吸水性树脂

null高吸水性树脂高吸水性树脂高材三班 宋忠乾学号： 200941603080null高吸水性树脂定义 高吸水性树脂分类 高吸水性树脂的特点 国内外高吸水性树脂的发展概况 高吸水性树脂制备与应用 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 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] 2.高吸水性树脂分类2.高吸水性树脂分类 ⑴淀粉类 淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。与淀粉进行接枝共 聚反应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。 目前合成高吸水树枝通常采 用的是自由基型接枝共聚。例如：淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸化淀粉、淀粉磺酸盐等。   2.高吸水性树脂分类 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。 ⑷有机-无机复合高吸水性树脂 20世纪80年代Pandurange等将高吸水性树脂与其他材料复合， 发现可以有效地改善其耐 盐性、凝胶强度、热稳定性和保水性等性能。因此，有机-无机复合材料能得到迅速的发展， 并在高吸水性树脂领域占据了重要位置。 [2-6] 2.高吸水性树脂分类3.高吸水性树脂的特点3.高吸水性树脂的特点⑴吸水量高 常用的吸水材料如棉花、海绵、纸等其吸水能力为自身重量的 20 倍左右的材料，而淀粉 高吸水树脂可吸收自身重量的数百倍至数千倍的水，最高可达 5300 倍。   ⑵保水性好 普通吸水性材料吸水后，受到压力容易放出水，但高吸水性树脂受压时，水不容易从树脂中放出来，也就是说高吸水性树脂在加外压的情况下仍然具有良好的保水性。 3.高吸水性树脂的特点3.高吸水性树脂的特点⑶对光和热的稳定性 不同的吸水性树脂在吸水状态时，有不同的热稳定性，淀粉类高吸水性树脂在 150℃加 热 1h，开始变黑，吸水能力下降，如把高吸水性树脂储存在密闭的容器中，可储存 3~4 年。   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。 [7-9] 4.国内外高吸水性树脂的发展概况4.国内外高吸水性树脂的发展概况 1966 年美国农业部北方研究所Fanta等制得了最早的高吸水性树脂———部分水解的淀粉接枝丙烯腈共聚物后,这种通过对天然产物进行接枝改性来制备高吸水性树脂的 研究 逐渐成为研究热点,形成了一个独立、新兴的科研领域。 1975 年美国成功研究 出“淀粉- 聚丙烯腈接枝”的高吸水产品并进入市场;随后日本三洋化成公司考虑到丙烯腈 单体残留在聚合物中会有毒性,不安全,而开发出“淀粉- 丙烯酸交联性单体接枝共聚物”。4.国内外高吸水性树脂的发展概况4.国内外高吸水性树脂的发展概况1978 年批准了高吸水性树脂应用于生理卫生材料,并最先将它应用于卫生品;UCC 公司还报道了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理,合成非离子型高吸水性树脂,其吸水性 能力为2000 倍,从而打开了合成非离子型高吸水性树脂的大门。 世纪80 年代后,欧、 20 美、 日各大化学公司相继开发出各种类型具有保水功能的高吸水性树脂, 并对制造方法、树脂性 能、应用领域进行了大量的研究。改性原料除了采用淀粉、纤维素为原料以外,在研究和生产中也采用如藻酸盐、蛋白质、壳聚糖等天然化合物衍生物为原料制造高吸水性树脂,使得高吸水性树脂的品种更加丰富。 4.国内外高吸水性树脂的发展概况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。 ③朱秀林等还采用两 次合成法，合成大粒径高吸水性树脂， 使后处理工序得到简化。 ④湖北大学何新等以丙烯酸、丙烯酰胺为原料，采用反向悬浮聚合。 ⑤中国纺织大学研究的高吸水性树脂， 产物吸水率、 吸盐水率及承压下吸水率可与国外产品相媲美。 5.高吸水性树脂应 用 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。 5.高吸水性树脂应 用 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。 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。 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。参考文献 参考文献 [1] 张立颖，梁兴唐，黎洪，熊开朗.高吸水性树脂的研究进展及应用[J]. 化工技术与开发, 2009,(10) :34-39. [2] 金丰富，王成. 高吸水性树脂的制备[J]. 化学工程与装备， 2009,(02) :45-46. [3] 李建颖.高吸水性树脂与高吸油性树脂[M].北京：化学工业出版社，2005. [4] 邹新禧.超强吸水剂[M].北京：化学工业出版社，1991. [5] 林润雄，王基伟.高吸水性树脂的合成与应用[J].高分子通报，2000，(2) ：85-92. [6] 郑延成，周爱莲.溶液法合成高吸水性树脂的 条件优化[J].精细石油化工，1999，(5)： 34-36. [7] 华峰君，钱孟平，谭春红.反相悬浮法合成超强吸水剂[J].功能高分子学报，1996， (4)：589-596. 参考文献参考文献[8] 孙忠娟，徐仿海，李恺翔等.聚乙烯醇丙烯酸接枝共聚制备吸水性树脂的研究[J].延安 职业技术学院学报，2009. [9] 张玉红，邹其超，袁建军等.Ce4+引发聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯[J].胶体与聚合物,2004. [10] Synthesis and characterization of a novel super-absorbent based on chemically modified pulverized wheat straw and acrylic acid Carbohydrate Polymers, Volume 77, Issue 1, 22 May 2009, Pages 131-135 Zuoxin Liu, Yonggang Miao, Zhenying Wang, Guanghua Yin [11] 丁一晋，张静，聂俊，杨冬芝.耐水性聚乙烯醇薄膜的制备及性能[J].塑料，2009,(5).