超强吸水材料SAP.ppt

超强吸水材料 超强吸水高分子材料综述 基本结构 a.分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； b.树脂具有交联结构； c.聚合物内部具有较高的离子浓度； d.聚合物具有较高的分子量 。 基本结构 微观结构： 吸水原理： 阶段1：吸水较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。 阶段2：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。 阶段3：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。 SAP的分类： SAP的优点： SAP的在污水处理中的应用设想： 污水的处理流程： 问题与解决： 问题与解决： 问题与解决： 问题与解决： * * LOGO * * LOGO LOGO BY:化科院08(3)胡登平 基本结构 1 吸水原理 2 分类和优点 3 4 在生活污水处理中的设想 淀粉聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图 SAP的多孔网状结构 网络内外产生渗透压, 水份进一步渗入. H2O 内 吸水树脂的离子型网络 外 交联点 吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图 纤维素系 接枝聚合物 接枝共聚物 交联物 分类 聚丙烯酸类 聚乙烯醇类等 合成高分子系 淀粉系 保水能力高:即使受压也不易失水 。而普通吸水材料一旦受到外力作用，则很容易脱水，保水性很差。 吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。 普通吸水材料吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为自身重量的20倍左右， SAP的优点 有机杂质 细菌，寄生虫 固体颗粒 泥沙 沉淀盐 溶解盐 污水成分 细菌，微生物 有机杂质 固体物质 呈碱性 无机盐 弱酸中和 改性SAP 机械搅拌沉淀 微生物氧化法 高温或加入强氧化剂 由于高吸水性树脂是高分子电解质，水中盐类物质的存在和pH值的变化都会显著影响树脂的吸水能力。 问题： 怎么样减少污水中的无机盐进入SAP的网状结构中？ 方案一： 在SAP外面通过化学键作用添加许多层特定的分子筛，且分子筛成分中有可使金属离子沉淀的离子。 作用：设定许多浓度梯度，降低可溶盐的浓度，阻止沉淀盐进入。 方案二：引入长链疏水性单体。可获得耐温性，耐盐性更好的增稠剂。即由于疏水缔合作用形成了一定强度的空间网格结构。如将甲基丙烯酸十八酯引入常规丙烯酸类增稠剂中，有效地提高了电解质性能。 方案经济性： SAP可以是淀粉改性的高吸水性树脂； 优点：原料来源丰富，产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。 缺点：吸水后凝胶强度低，长期保水性差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。但是污水处理后的水是要利用的，所以保水性不予考虑，微生物在前面已除去。 所以，如可实行，则这种方法经济实惠。 * *