第四章超强吸水高分子介绍.ppt

天然产物的接枝改性 原料 糊化 通氮净化 硝酸铈胺 硝酸 丙烯腈 氢氧化钠溶液 离心中和 产品 粉碎 调PH 干燥 淀粉与丙烯腈制造实例 制造SAP的新方法——微波法 高效节能，无环境污染 加热速度快、均匀、有选择性、无滞后效应 纸浆纤维 2.5～3.5min 单体丙烯酸 思考题: 比较离子交换树脂、高吸水性树脂以及高分子絮凝剂的分子结构的特点。 比较与分析形成一般吸水材料如棉花、海绵、纸与高吸水树脂如此大差异的原因。 如何改善高吸水性高分子材料的性能？ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * Super 第四章 超强吸水高分子材料 吸 水 原 理 分类 基本结构 SAP结构 合成高吸水分子中一些重要术语 接枝共聚反应实例 超强吸水高分子材料(Super Absorbent Polymer简称SAP)也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物，是一种具有优异吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。 超强吸水高分子材料定义 传统吸水材料：纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等材料。 60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树脂，含有强亲水性基团并具有一定交联度的高分子材料。 问世 30多年来，发展极其迅速，应用领域已经渗透到各行各业。 如在石油、化工、等部门中被用作堵水剂、脱水剂等；在医疗卫生部门中用作外用药膏的基材、缓释性药剂、抗血栓材料等；在农业部门中用作土壤改良剂等。在日常生活，用作吸水性抹布、一次性尿布、插花材料等 超强吸水高分子材料发展 既然安上super这个头衔, 那我们就要看看它们和传统吸水材料的区别 普通吸水材料 SAP 超强吸水高分子材料综述 吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。 SAP优点 吸水前 吸水后 超强吸水高分子材料综述 SAP优点 保水能力高:即使受压也不易失水 超强吸水高分子材料综述 用途 超强吸水高分子材料综述 用途 植物养护泥 各式吸潮剂 超强吸水高分子材料综述 一、吸 水 原 理 1、吸 水 实 质 化学吸附 物理吸附 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。 H2O 阶段2 吸水树脂的离子型网络 2.SAP的吸水原理 网络内外产生渗透压, 水份进一步渗入. 阶段1 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。 交联点 （内） （外） 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。 阶段3 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 二、分 类 甲壳质衍生物 聚丙烯酸类 聚丙烯酸钠交联物 丙烯酸—乙烯醇共聚物 丙烯腈聚合皂化物 其它 聚乙烯醇类 聚乙烯醇交联聚合物 乙烯醇—其它亲水性 单体接枝共聚物 其它 纯合成高分子 淀粉类 淀粉—丙烯腈接枝聚合水解物 淀粉—丙烯酸共聚物 淀粉—丙烯酰胺接枝聚合物 其它 纤维素类 纤维素接枝共聚物 纤维素衍生物交联物 其它 其它 多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等 天然高分子加工产物 合成超高吸水高分子材料 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。 三、基本结构 线型聚丙 烯 酸 结构示意图 合成超高吸水高分子材料 80年代我国开始了对淀粉系高吸水性树脂的研究。 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。 淀粉系超高吸水高分子材料 直链淀粉 支链淀粉 淀粉结构 纤维素系超高吸水高分子材料 纤维素结构 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