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吸附性高分子材料Absorbentpolymericmaterials中北大学信息商务学院14020242班1402024228张亚腾第一篇吸附性高分子材料概述吸附性高分子材料是指具有突出吸附或吸收能力的高分子功能材料。第二篇吸附性高分子材料的分类及制备高吸水性树脂3活性碳纤维2吸附树脂1高吸油性树脂4概述(Summary)吸附树脂是一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，亦称为高分子吸附剂。吸附树脂具有多孔结构，其外观为球形颗粒，颗粒内部由众多微球堆积、连接在一起。正是这种多孔结构赋予吸附树脂优良的吸附性能。一、吸附树脂制备（Preparation）吸附树脂的制备技术主要包括成球和致孔两方面。（1）成球：一般采用悬浮聚合方法制成粒径为0.3-1.0mm的吸附树脂；（2）致孔：在球形聚合物颗粒内形成孔隙的技术，一般是在聚合过程中加入致孔剂。致孔剂可区分为低分子和高分子两种。新的致孔技术：后交联成孔技术、乳液致孔技术、无机微粒致孔技术。特性与应用（Propertiesandapplication）吸附树脂具有吸附选择性，一般规律如下：①水溶性不大的有机物易被吸附，在水中的吸附性越小，越易被吸附。无机酸、碱、盐不被吸附；②不能吸附溶于有机溶剂的有机物。如溶于水中的苯酚可被吸收，而溶于乙醇、丙酮的苯酚不能被吸收；③当吸附树脂与有机物形成氢键时，可增加吸附量和吸附选择性。吸附树脂已广泛应用于天然食品添加剂的提取、药物提取纯化、环境保护以及血液净化等方面。概述活性碳纤维是以高聚物为原料，经高温碳化和活化而制成的一种纤维状高效吸附分离材料。一般根据原料的名称分类和命名，例如：以聚丙烯腈为原料制得的称为聚丙烯腈活性碳纤维等。二、活性碳纤维活性碳纤维的制备工艺可概括为预处理、碳化和活化三个主要阶段。特性与应用（Propertiesandapplication）活性碳纤维具有与传统活性碳等吸附材料不同的化学结构和物理结构，优异的性能特征，碳含量高、比表面积大、微孔丰富、孔径小且分布窄，因而吸附量大、吸附速度快、再生容易。在环境保护、医疗卫生、军工等领域具有良好的应用前景，已被成功地用于废水废气净化、毒气微生物及放射性物质的吸收处理等方面。概述(Summary)高吸水性树脂(SuperAbsorbentPolymer简称SAP)一种吸水能力高、保水能力强的功能高分子材料。三、高吸水性树脂普通吸水材料SAP吸水能力高：可达自身重量的几十倍乃至上千倍。吸水前吸水后膨胀袋吸水对比图植物养护泥吸水对比图保水能力超强分类SAP纤维素系淀粉系合成高分子系淀粉类高吸水性树脂超强吸水剂的研究起源于淀粉系，美国北方农业省研究所从淀粉接枝丙烯腈开始，接着于1966年完成该项研究，并投入生产。80年代我国开始了对淀粉系高吸水性树脂的研究。制备方法：淀粉和取代烯烃在引发剂存在下进行接枝共聚，如用淀粉和丙烯腈在引发剂存在下进行接枝共聚，聚合产物在强碱条件下加压水解，接枝的丙烯腈变成丙烯酰胺或丙烯酸盐，干燥后即得产品。这种接枝的吸水树脂吸水率较高，可达自身质量的千倍以上，但长期保水性和耐热性较差。合成高吸水性树脂目前主要分为聚丙烯酸（盐），聚乙烯醇两大类。其中，聚丙烯酸（盐）类的研究最多，产量最大。类别聚丙烯酸（盐）类聚乙烯醇类比较吸水性强，工艺成熟，合成方法多样。吸水倍率不及聚丙烯酸类,但它的特点是吸水速度快,2～3分钟内即可达到饱和吸水量的一半。纤维素类高吸水性树脂OOOHOCH2OHn-2OCH2OHOOHOOHn-2活化17.5%NaOHmCH2CHCNK+盐引发剂CH2CHCNmOH水解OOOHOCH2OHOHn-2CH2CH2HNOCyCH2CHCOONax中和湿料沉析烘干粉碎纤维素吸水树脂干料NaOH纤维素接枝共聚反应过程区别与联系淀粉系纤维素系合成系价格低廉、生物降解性能好抗霉解性优工艺简单，吸水、保水能力强吸水速度较快耐水解、吸水后凝胶强度大、保水性强、抗菌性好，但可降解性差。适用于工业生产。缺点合成工艺复杂，易腐败，耐热性不佳，吸水后凝胶强度低，长期保水性差，耐水解性较差。优点储量丰富，可不断再生，成本低;无毒且能微生物分解，可减少对环境的污染。共同点均是葡萄糖的多聚体，可以采用相类似的单体、引发剂、交联剂进行吸水树脂的制备吸水原理吸水实质物理吸附化学吸附棉花、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。SAP的吸水原理较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解,离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压，水份进一步渗入。H2O（外）交联点吸水树脂的离子型网络（内）随着吸水量的增大，网络内外的渗透压差趋向于零；而网络扩张的同时，其弹性收缩力也在增加，逐渐抵消阴离子的静电排斥，最终达到吸水平衡。吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图SAP用途广泛：植物养护泥婴儿卫生用品各式防潮剂医用吸水纸与吸水垫四、高吸油性树脂分类种类应用领域优点缺点无机包藏型黏土、二氧化硅、珠层铁、石灰工厂废油处理、漏油处理低价、安全吸油少、体积大、不可燃弃天然包藏型棉、活炭沼、木棉、纸浆油炸食品废油处理、漏油处理低价、安全、可燃弃体积大有机合成包藏型PP织物、聚苯乙烯织物、聚氨酯泡沫工厂废油处理、漏油处理、流出油处理吸速快、可燃弃体积大合成凝胶型金属皂类、12-羟基硬脂酸、氨基酸类油黏度调整剂、漏油处理安全可燃弃、小型紧凑、体积小、需加热熔融、高价合成复合型聚降冰片烯树脂废油处理、漏油处理可燃弃、体积小高价、吸速慢、吸油量少、不吸油酯类