高分子材料科学前沿 应用及原理 高吸水性树脂的应用及原理.doc

PAGE 1 PAGE 1 高吸液性树脂应用及原理 学校名称： 华南农业大学 院系名称： 材料与能源学院 时 间： 2017年2月27日 PAGE 8 PAGE 8 2.3应用及原理 2.3.1应用 高吸水聚合物用途广泛，应用前景非常广阔。目前其主要用途仍然是卫生用品，约占市场总量的70％左右。由于聚丙烯酸钠高吸水树脂吸水能力很大，并具有优异的保水性能，所以作为土壤保水剂在农业、林业方面应用范围很广。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸钠，就能提高某些豆类的发芽率和豆苗的抗旱能力，使土壤的透气性能增强。 另外，由于高吸水树脂的亲水性及优良的防雾性和抗结露性能，所以又可作为新的包装材料。利用高吸水聚合物独特性能制成的包装薄膜可有效地保持食品鲜度。在化妆品中加入少量的高吸水聚合物，还可使其乳液粘度增大，是一种理想的增稠剂。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有机溶剂的特点，在工业上又可作为脱水剂。? 由于高吸水聚合物具有无毒、对人体无刺激性、无副反应、不引起血液凝固等特点，近年来，已被广泛应用于医药领域。例如，用于含水量大、使用舒适的外用软膏；生产能吸收手术及外伤出血和分泌液，并可防止化脓的医用绷带及棉球；制造能使水分和药剂通过而微生物不能透过的抗感染性人造皮肤等。? 1.农林园艺方面的应用： 改良土壤和沙漠、植物生育促进剂、木苗移植保存剂和农药保持释放增效剂、农业薄膜、温室及无土栽培、灭火剂等。 2.医疗卫生方面的应用： 接触眼镜——硬片PMMA、软片聚甲基丙烯酸2-羟乙酯 人工器官——人造皮肤、人工角膜、人工肾脏 生理卫生用品——一次性尿布。 3.食品工业中的应用： 包装材料、保鲜材料、脱水剂、食品增量剂等。 4.工业方面的应用： 增稠剂和润滑剂 防止水分渗透的堵水剂 水泥管道连接的密封材料 工业脱水材料及亲水性有机物的分离等。 2.3.2原理 高吸水性都属于高分子电解质，它们的吸水机理不同于纸浆、海绵等以物理吸水为主、吸水量小的普通吸水材料。吸水是由于高分子电解质的离子排斥所引起的分子扩张和网状结构引起阻碍分子的扩张相互作用所产生的结果。 化学结构：主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性官能团，这些亲水基团与水的亲和作用是其具吸水性的最主要内因； 物理结构：树脂必须是一个低交联度的三维网络，网络骨架可以是淀粉、纤维素等天然高分子，也可以是合成树脂 微观结构：如黄美玉等研究的淀粉接枝丙烯酸呈海岛型结构 高吸水性树脂的微观结构将直接影响到它的吸水机理与吸水性能，树脂吸水后形成有弹性的水凝胶，因此Flory的弹性凝胶的理论更适用于描述它。 高吸水性树脂是轻度交联的空间网络结构，是由化学交联和高分子链间的相互缠绕等物流交联构成的。在这种离子网络中，存在可移动的离子对，它们是由高分子电解质的离子组成的，其离子网络结构如下图。 离子型的吸水性树脂由于吸水速率较快，采用常规方法对它进行表征准确性差，有人用Voigt的弹簧——粘壶模型来表征吸水树脂的动力学： 优点：比较直观，一般只适用于简单的体系 参考文献 [1] 张立颖，梁兴唐，黎洪，等.高吸水性树脂的研究进展及应用[J].化工技术与开发，第38卷第10期2009年10月 [2] 吴文娟，倪志刚，耿晶晶.纤维素接枝改性制备高吸水性树脂的研究[J] [3] 金林生. 高吸水性树脂的特性、合成方法及应用 [J]. 1998.28（1）13-20页 [4]徐萌，李彦锋，杨艳，等. 高吸油树脂材料的研究进展[J]. 化工新型材料,第34卷第11期,2006年11月 [5]蔺海兰，廖双泉，张桂梅，等. 高吸油性树脂的研究进展[J]. 热带农业科学,第25卷第2期,2005年4月