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LOGO高吸水性树脂材料组员：徐敏珊30320082200068薛娜30320082200071许国云30320082200070姜玲30320082200023钟凤容30320082200094庄静雯30320082200097高分子化学小组报告目录报告摘要1应用前景2吸水原理3制备方法4高亲水性树脂一、报告摘要高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料,由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性。因而在生理卫生用品、土木建筑、食品、农业、医药等方面具有广阔的应用前景。淀粉系高吸水性材料，主要是指以淀粉为骨架，通过与其他单体接枝共聚形成的一类高分子材料。目前纤维素系高吸水性材料发展迅速，产品种类和应用领域不断扩大，已成为高吸水性材料的主要产品之一。本报告介绍了高吸水性树脂的应用前景、吸水机理以及制备方法,并对高吸水性树脂的存在的一些不足及可发展方向进行概述。高亲水性树脂二、应用前景12环境保护方面：尤其是在气溶胶沉降方面,将高分子吸水材料应用在矿山企业路面抑制较大颗粒尘埃以及空气净化。3劳保防护用品：高吸水性材料在添加颜料后,可用于制作军服、消防服、防化服、手套等用品，可获得很好的收汗效果。家居装修、装饰：通过合理使用高吸水性材料,达到有效调节室内环境,降低能耗的目的。SAP的用途广泛:女性卫生用品医用吸水胶布用途超强吸水高分子材料用途植物养护泥各式吸潮剂超强吸水高分子材料高亲水性树脂三、吸水原理.阶段1阶段2阶段3较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。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。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，水分进一步渗入高亲水性树脂三、吸水原理H2O（外）交联点（内）吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图SAP合成高分子系淀粉系纤维素系高吸水性树脂四、制备分类高亲水性树脂淀粉系超高吸水高分子材料直链淀粉支链淀粉淀粉结构OHOHHOHOHHOHOOHHOOHHHHOHOOHHOOHOHHOH超强吸水剂的研究起源于淀粉系通过化学或高能射线辐照方法活化淀粉大分子，使所希望的低聚物成为一个“支链状”接到淀粉大分子上。接枝变性淀粉的结构与原淀粉有较大差异，不仅具有淀粉的主链结构，还具有一定聚合度接枝支链结构，此为第三代变性淀粉.淀粉的接枝共聚是通过自由基反应来实现的。常用引发剂：硫酸亚铁胺、过硫酸铵、双氧水、硝酸铈盐等高亲水性树脂合成系---淀粉接枝聚合反应常为3个阶段第一阶段链的引发第一步先在淀粉链上形成自由基第二步由自由基引发单体以硝酸铈铵引发剂为例：高亲水性树脂高亲水性树脂若用M表示人工高分子单体，在与具有自由基的淀粉相遇时，产生接枝反应：例如：M为丙烯酸或丙烯腈高亲水性树脂第二阶段为链增长阶段由于自由基的转移使支链端部一直保留自由基，因此链式反应得以继续下去。这样就形成了n个单体聚合成的侧链。高亲水性树脂第三阶段为链的终止随着反应不断进行，支链数目及其长度不断增加。单体浓度不断降低，自由基相互碰头的机会也越来越多，增长的活性链头端有单独电子，当两个自由基相遇时，单独电子消失而使链终止。淀粉－聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图微观结构多孔网状结构原料糊化通氮净化离心中和产品粉碎调PH干燥OOOOOOO纤维素结构纤维素系超高吸水高分子高吸水性树脂纤维素改性高吸水性树脂的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。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。OOOHOCH2OHn-2OCH2OHOOHOOHn-2活化17.5%NaOHmCH2CHCNK+盐引发剂CH2CHCNmOH高吸水性树脂高吸水性树脂水解OOOHOCH2OHOHn-2CH2CH2HNOCyCH2CHCOONax中和湿料沉析烘干粉碎纤维素吸水树脂干料NaOH高吸水性树脂类别合成系高亲水性树脂制备聚丙烯酸盐类聚丙烯腈水解物醋酸乙烯酯共聚物改性聚乙烯醇类（1）聚丙烯酸盐类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。吸水倍率较高，一般均在千倍以上。合成系高吸水性树脂（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，故吸水倍率不太高，一般在500～1000倍左右。合成系高吸水性树脂（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。在吸水后有较高的机械强度，适用范围较广。合成系高吸水性树脂合成系高亲水性树脂（4）改性聚乙烯醇类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。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。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存在问题与发展方向目前,国内吸水性材料仍面临种类少,成本高的问题,使得其应用范围受到限制。结合该材料的特点和我国的具体状况,高吸水性材料应该着重向以下几个方面发展。(1)拓宽合成渠道,简化生产工艺,降低生产成本;(2)深入理论研究,探索作用机理;(3)加大环保力度,开展/绿色0可降解研究进度;(4)拓宽应用领域,加大复合型材料开发力度。本项目不足之处与可发展方向LOGO