高吸水性树脂调研报告.doc

目录 摘要 2 关键词 2 一、高吸水性树脂概述 2 1、 高吸水性树脂基本概念 2 2、 高吸水性树脂特性 3 二、高吸水性树脂的研究进展 3 1、 国际研究进展 3 2、 国内研究进展 4 三、高吸水性树脂的吸水机理 5 1、 吸水机理基本概况 5 2、 影响树脂吸水性的因素 5 四、高吸水性树脂的制备 6 1、本体聚合法 7 2、反相乳液聚合法 7 3、水溶液聚合法 7 4、反相悬浮聚合法 7 5、互穿聚合物网络聚合法 8 五、高吸水性树脂的应用 8 1、在农业与园艺方面的应用 8 2、在医用、卫生方面的应用 8 3、在工业方面的应用 9 4、在建筑方面的应用 9 六、高吸水性树脂的发展趋势 9 1、高性能化 9 2、复合材料化 10 3、功能化 10 4、可降解性 10 附（Personal Views） 11  摘要 高吸水性树脂又称高分子吸水材料（SAP），是一种含有羧基、羟基等强亲水基团，并具有一定交联网络结构的高分子聚合物，是一类新型的功能高分子材料，具有吸水量大和保水性强两大特点。高吸水性树脂以其优越的性能，广泛应用于农林业生产、医疗卫生、建筑材料、交通运输等诸多领域，并发挥巨大作用。随社会需求增加以及社会工业发展方向，其研究的趋势也随之向低成本、高产量、高吸水率、多功能化和环保化发展。 关键词 吸水树脂 研究进展 吸水机理 制备方法 发展趋势 实际应用 一、高吸水性树脂概述 高吸水性树脂基本概念 高吸水性树脂（英文名为Super Absorbent Resin， 简写为SAR），或者称为高吸水性聚合物（英文名为Super Absorbent Polymer，简写为SAP），是一种含有羧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。 高吸水性树脂特性 （1）高吸水性 能吸收自身重量的数百倍或上千倍的无离子水。 2）高吸水速率 每克高吸水树脂能在30秒内就吸足数百克的无离子水。 3）高保水性 吸水后的凝胶在外加压力下，水也不容易从中挤出来。 4）高膨胀性 吸水后的高吸水树脂凝胶体体积随即膨胀数百倍。 5）吸氨性 低交联型聚丙烯酸盐型高吸水性树脂其分子结构中含有羧基阴离子，遇氨可将其吸收，有明显的去臭作用。高吸水树脂的研究开发始于20世纪60年代后期。1966年美国农业部北方研究所淀粉接枝丙烯腈，现在，高吸水树脂已经广泛应用于农林园艺、医疗卫生、建筑材料、石油工业、食品行业、日用品行业、人工智能材料等各个领域。国内高吸水性树脂的研究工作起步较晚，始于20世纪80年代初，与国外相比，我国高吸水性树脂的研究开发与应用相对比较缓慢 在文献报道和专利方面，国内有关高吸水性树脂的文献报道和专利逐渐增多，在复合型高吸水性材料方面尤其突出，主要包括天然高分子复合型高吸水性材料和无机-有机复合型高吸水性材料。在多糖类复合高吸水性材料领域，通过粉碎的麦秸秆与丙烯酸接枝共聚，制备出价格低廉，在蒸馏水溶胀417倍的高吸水复合树脂。在麦秸秆-丙烯酸复合树脂上，添加季铵盐改性过的蒙脱土，通过原位聚合，又制备出性能优异的纳米型高吸水性树脂。在蛋白质复合高吸水性材料领域，以改性羽毛蛋白和鱼蛋白为主要原料，研究制备具有更好的耐盐性能、保水性能和更宽的PH适用范围的复合型高吸水树脂。在无机-有机复合型高吸水性材料领域，以丙烯酸、钠基膨润土为原料，制备了具有良好的血液相容性吸水材料;以魔芋葡甘露聚糖、丙烯酸单体、高岭土为原料，制备了KGM-AA-AM聚合物，在蒸馏水中的溶胀倍率可达1941倍。目前，我国的高吸水性树脂耐盐性、生物降解性方面明显较差，在质量、价格及应用方面都无法与进口产品竞争。 三、高吸水性树脂的吸水机理 吸水机理基本概况 高吸水性树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。与水接触时，因为吸水树脂上含有多个亲水集团，故首先进行水润湿，然后水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求，反粒子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶。同时，树脂本身的交联网状结构及氢键作用，又限制了凝胶的无限膨胀。 影响树脂吸水性的因素 高吸水性树脂的吸水性受多种因素制约，归纳起来主要有结构因素、形态因素和外界因素三个方面。 结构因素包括亲水基的性质、数量、交联剂种类和交联密度，树脂分子主链的性质等等，树脂的结构与生产原料、制备方法有关。交联剂的影响：交联剂用量越大，树脂交联密度越大，树脂不能充分地吸水膨胀；交联剂用量太低时，树脂交联不完全，部分树脂溶解于水