高吸水性树脂的应用与市场分析及发展预测
摘要：高吸水性树脂是一种含有羧基、羟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。由于它具有独特的吸水性、保水性、膨胀性、缓释性、生物亲和性而被广泛应用，行业应用前景广阔。
关键词：高吸水性树脂生物亲和性应用与预测
一、高吸水性树脂
高吸水性树脂，又称高吸水性聚合物（super absorbent polymer，sap）是一种含有羧基、羟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。通常采用含羧基、羟基、或氨基等的亲水性单体，在引发剂和交联剂的作用下，发生聚合、水解、交联的化学反应，形成不溶于水但在水中能高度溶胀的三维网状聚合物。这种树脂不但吸水性高，而且吸收的水不易蒸发，并有很强的增稠性能，但在含有盐类电解质的水溶液中，吸水量会大大下降。按所用原料不同，可分为淀粉系、纤维素系、聚丙烯酸系和聚乙烯醇系。它不溶于水，也不溶于有机溶剂，却有着奇特的吸水性能和保水能力，同时又具备高分子材料的优点，与传统的吸水材料相比具有更大的优势：与海绵、棉花、纤维素、硅胶相比，高吸水性树脂的吸水量大，可以吸收比自身重几百倍甚至上千倍的水，并且保水性强，即使在受热、加压条件下也不易失水，对光、热、酸、碱的稳定性好，具有良好的生物降解性能。高吸水树脂多为交联结构，靠所含
高吸水性树脂产品指标 高吸水性树脂是一种吸水量可达自向重量几十倍甚至几千倍的树脂。这种树脂不但吸水量大，而且保水能力强，并有很强的增稠性能，因此可广泛应用于生理卫生用品、农林园艺、改选沙漠、医药、土木工程、工业用品、保鲜包装材料、日用品等领域。 一、物理性质 高吸水性树脂是一种具有吸水功能的透明粉剂，本品同时含有植物生长所需的氮、磷等元素、降解后元素、无残留、不污染土壤。 二、主要指标 三、主要用途 1、用作土壤改良剂：将高吸水性树脂与栽培土按一定比例混合，可以改善团粒结构，提高土壤的保水性、透水性和透气性，缩小土壤昼夜温差变化，调节封的干湿度，减少灌溉次数，达到改良劣质土壤、抗旱保收的目的。 2、用作种子培育促进剂和苗木移植保存剂：高吸水性树脂以混合法、片法和涂覆法用于植物种子培育，可使其提早发育，提高发芽率，缩短发芽时间，促进生长。将高吸水性树脂与草籽拌种，可提高飞机在干旱地区播种的成活率；将高吸水性树脂吸水凝胶涂覆在出土的幼苗的根部，进行保水处理，可大大提高幼苗的成活率和移植存放时间。 3、用作化肥缓释剂：用高吸水性树脂对化肥进行包衣后施肥，可使肥料缓慢释放，提高化肥的利用率，减少肥料流失造成的浪费和对环境的污染。 4、其它：高吸水性树脂还可用于土壤培土、农药扩散剂、菌固培养等方面。
四、包装及储存 1、包装：本公司的产品均采用三合一牛皮纸包装，内衬聚乙烯塑料膜，每袋净重25公斤。 2、储存：该产品应置于阴凉通风的库房中，注意防潮。 聚丙烯酸钠 百科名片 聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色(或浅黄色)块状或粉末，液态产品为无色(或淡黄色)粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。 目录[隐藏] 概述 性质 加工或制造方法 用途 概述 性质 加工或制造方法 用途 [编辑本段] 概述
高吸水性树脂
神奇的功能高分子材料—高吸水性树脂 随着科学技术和国民经济的发展，高分子材料已经渗透到各个领域。各种塑料制品、薄膜、人造皮革、合成橡胶、合成纤维等已经成为人们生活中不可缺少的材料。功能高分子材料是20世纪60年代发展起来的新型领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。 功能高分子有时也称为精细高分子或特种高分子，至今还没有一个准确的定义，一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 高吸水性树脂就是一种新型的功能高分子材料，它具有优异的吸水、保水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，最高可以达到5300倍
的水，即使挤压也很难脱水，被冠予“超级吸附剂”的桂冠。 高吸水性树脂的种类很多，所用原料及工艺方法也各不相同。主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧乙烷类、淀粉接校共聚物类等，此外还有与橡胶共混的复合性吸水材料。在上述各种类型中，研究开发较多的为聚丙烯酸酯类。该树脂系以丙烯酸和烧碱为主要原料，采用逆向聚合法而制得。由于工艺较为简单，易于操作，制得的树脂吸水率高，生产成本较低，因此发展非常迅速。 高吸水性树脂是一种白色或徽黄色、无毒无味的中性小颗粒。它与海绵、沙布、脱脂棉等吸水材料的物理吸水性不同，是通过化学作用吸水的。所以树脂一旦吸水成为膨胀的凝胶体，即使在外力作用下也很难脱水，因此可用作农业、园林、苗不移植用保水剂。在蔬菜，花卉种植中，预先在土壤中撒千分之几的高吸水性树脂，可使蔬菜长势旺盛，增加产量。在植树造林中，各种苗木移植期间往往因为保管不善而干枯死亡。如
水凝胶的应用和研究进展 摘要：水凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料，本文主要叙述了水凝胶在生物医学、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等领域的应用及研究进展，简要介绍了水凝胶在国内外研究状况，最后对其发展趋势作了展望。关键词：高分子材料；水凝胶；应用；进展 前言 水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶的网络结构如图1所示。水凝胶具有良好的生物相容性,它能够感知外界刺激的微小变化，如温度、pH值、离子强度、电场、磁场等，并能够对刺激发生敏感性的响应，常通过体积的溶胀或收缩来实现。水凝胶的这一特点使它在生物医学领域、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等方面有广泛的应用前景[1]。 图一，水凝胶的三维网络结构和扫描电镜图片 水凝胶有各种分类方法,根据水凝胶网络键合的不同,可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的,这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态,如k2型角叉菜胶、琼脂等[2];在合成聚合物中,聚乙烯醇(PVA)是一典型的例子,经过冰和融化处理,可得到在60℃以下稳定的水凝胶[3]。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物,是永久性的,又称为真凝胶。 根据水凝胶大小形状的不同,有宏观凝胶与微观凝胶(微球)之分,根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等,目前制备的微球有微米级及纳米级之分。根据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统
的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH 等的变化不敏感,而环境敏感的水凝胶[4,5]是指自身能感知外界环境(如温度、pH、光、电、压力等)微小的变化或刺激,并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显著的变化,利用这种刺激响应特性可将其用做传感器、控释开关等,这是1985年以来研究者最感兴趣的课题之一。 根据合成材料的不同,水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格,因而正在引起越来越多学者的重视。但是天然高分子材料稳定性较差,易降解,近几年不少学者开始了天然高分子与合成高分子共混合成水凝胶的研究工作[6,7],这将是今后的一大重要课题。 1 聚合物交联 从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂,如在PVA水溶液中加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使PVA交联成网络聚合物水凝胶。从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。许多水溶性聚合物可通过辐射法制备水凝胶[9],如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚氧乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)等。采用辐射法合成水凝胶无须添加引发剂,产物更纯净。 2 水凝胶的性质研究 2.1 溶胀-收缩行为 吸水溶胀是水凝胶的一个重要特征。在溶胀过程中,一方面水溶剂力图渗入高聚物内使其体积膨胀,另一方面由于交联聚合物体积膨胀,导致网络分子链向三维空间伸展,分子网络受到应力产生弹性收缩能而使分子网络收缩。当这两种相反的倾向相互抗衡时,达到了溶胀平衡。 2.2 力学性能 水凝胶不仅要求具有良好的溶胀性能,而且应具有理想的力学强度,以满足
论文与综述 高吸水性树脂制备及其发展 刘全校,王晓翔,吕玉彬,李金丽 (北京印刷学院印刷包装材料与技术重点实验室,北京102600) [摘 要] 论述了高吸水性树脂(SAR)的吸水、保水原理、分类和制备方法,讨论了改进高吸水性树脂性能的方法,指出了目前我国的主要研究方向。 [关键词] 高吸水性树脂;吸水、保水原理;改性方法;发展方向 高吸水性树脂(Super Absorbent Resin缩写SAR)是一种典型的功能高分子材料,能够吸收自身重量数百倍乃至数千倍的水分或者数十倍的盐水,并在压力下仍能保持大量的水,具有吸水量大、吸水速度快、保水能力强等特点,被广泛应用于农业、林业、工业、建筑、医疗卫生、环保和日常生活等领域中[1 4]。 1 SAR的吸水、保水原理 高吸水性树脂为轻度交联结构的高分子聚合物,它是由水溶性聚合物在一定条件下接枝、共聚、交联形成的不溶于水但能高度溶胀的聚合物,其分子结构上具有疏水基团和很多亲水基团(如羟基、羧基、酰胺基等),在保水剂的内部形成三维空间网状结构。亲水基团与水分子接触时相互作用形成各种水合状态;而疏水基团因疏水作用而易于折向内侧,成为局部不溶性的微粒结构,导致进入的水分子失去活动性,局部冻结,形成 伪冰(False ice) 。大分子的网络能将吸收的水分全部凝胶化,成为高吸水性的状态。SAR的交联度较低,水分子进入网络后,网络弹性束缚水分子的热运动,使其不易从网络中逸出。从热力学角度看,SAR的自动吸水性降低了整体自由能,而排除了水分会使自由能升高,不利于体系稳定的因素,这就是高吸水性树脂特有的,在受压条件下仍具有很强保水性的原因[5,6]。 在高吸水性树脂内部,高分子电解质的离子间相斥作用(渗透压作用),使树脂因水进入分子而扩张,但交联作用使水凝胶具有一定的强度(橡胶弹性力),当二者达到平衡时,树脂吸水达到饱和,此饱和值即为吸水率[7]。因此,高吸水性树脂 收稿日期:2011-01-10在溶液中的吸水与高吸水性树脂的结构及溶胀介质的性质可用Flory公式[8]来表示。 Q5/3 [i/(2 V u S 1/2)2+(1/2-x1)/V1] (V e/V0) 式中:Q 高吸水剂的平衡吸水率; V u 高聚物结构单元体积,L; i/V u 固定在高聚物上的电荷浓度,C/L; S 外部溶液的电介质离子强度,mol/L; V1 溶胀介质的摩尔体积,L/mol; (1/2-x1)/V1 水同高聚物交联网络的 亲和力; V e 交联聚合物的体积,L; V0 高聚物的总体积,L; V e/V0 高聚物的交联密度。 式中的第一项表示渗透压,第二项表示和水的亲和力,此两项之和表示吸水能力。 高吸水性树脂还具有反复吸水功能,释水后变为固态,再吸水又膨胀为凝胶。 2 SAR的分类 高吸水性树脂发展很快,种类也日益增多,并且原料来源相当丰富,由于高吸水性树脂在分子结构上带有的亲水基团,或在化学结构上具有的低交联度或部分结晶结构又不尽相同,由此在赋予其高吸水性能的同时也形成了一些各自的特点。从原料来源、结构特点、性能特点、制品形态以及生产工艺等不同的角度出发,对高吸水性树脂进行分类,形成了多种多样的分类方法[4]。2.1 按原料来源进行分类 随着人们对高吸水性树脂研究的不断深入,对传统的高吸水性树脂分为淀粉系列、纤维素系列和合成树脂系列的分类方法,已不能满足分类要求。因此,邹新禧教授结合自己的研究成果,提出了六大系列的分类。 26
高吸水性树脂在日用化学工业中的应用 作者：齐葳芊 摘要：高吸水性树脂是一种新型的高分子材料，这种材料有很强的吸水性和保水性，它的吸水能力是可以达到自身重量的百倍以上的，而且是一种无毒无害无污染的材料。以前人们在使用高吸水性树脂的时候主要是在医疗用品和儿童的玩具上，但是随着科学技术手段的不断发展，这种高分子材料在使用的时候范围更加的广阔，已经不断应用到了日用化学工业中，例如日用化妆品的生产、除臭剂的生产和留香材料的生产。在日用化工中应用高吸水性树脂是非常有前景的，在应用的过程中要不断进行分析，使其发挥最佳的效果。 关键词：高吸水性树脂；日用化学工业；分析 高吸水性树脂因为自身的特点，它的发展速度是非常快的，而且在种类上也是非常多的，而且在原料商也是非常丰富的。科学技术的不断进步，人们对高吸水性树脂的研究也在不断的深入，这样就使得这种材料在很多的领域都得到了应用，其中在日用化学工业中的应用就是很有成果的。在日用化学工业中，应用这种材料主要是因为这种材料在吸水性方面是非常的突出，而且这种材料是无害的，在生产和使用中不会对人体带来影响。日用化学工业中，这种材料主要进行日用化妆品的生产、医疗用品的生产、杀菌剂的生产和儿童玩具的生产。在日用化学工业中，应用这种材料也是要进行一定的研究的，在进行生产的时候对出现的问题要及时进行解决，避免出现不必要的问题。 1 高吸水性树脂在日用化学工业中应用特点 在日用化学工业中应用高吸水性树脂进行生产可以达到不一样的效果，在进行化妆品的生产时，应用这种材料可以使化妆品在使用的时候感觉更加的湿润，而且在使用的时候可以更加的凉快。在进行化妆品生产的时候，经常会使用到水溶性凝胶，这种材料在空气中非常容易受到空气干燥环境的影响，出现无润滑性的凝胶。而在进行化妆品的生产时，使用高吸水性树脂就不会出现这种情况，而且在生产出来的产品中，它还可以起到油性物质的作用。高吸水性树脂在应用的过程中和其他的物质在相容方面是非常好的，这样的效果可以对化妆品的增稠效果进行提高。在应用高吸水性树脂进行医用水溶性润滑剂生产的时候，这种材料可以代替油性润滑脂，在使用的时候，避免出现油脂的污垢，影响使用效果。使用高吸水性树脂进行生产，生产出来的产品在储藏的时候，安全性更高，而且不容易出现变质的情况。 2 高吸水性树脂在日用化学工业上的应用 2.1 在化妆品生产中的应用 在化妆品生产中，高吸水性树脂可以作为化妆品的添加剂来进行应用。在制造化妆品的时候，一定要加入一些添加剂，使得化妆品的效果更好，同时对皮肤起到保湿的效果。在进行花露水的生产时，一定要加入人工香料，同时还要加入酒精溶液，这样是为了更好的使花露水达到清凉消毒的作用。但是在花露水生产
缓释/控释肥的研究应用现状及进展 摘要：本文简要阐述我国氮、磷、钾肥高消费、低利用率的现状以及造成的一些相关问题，引出缓控释肥这种新型的肥料，并对缓控释肥的分类进行了介绍和总结，重点论述了应用缓控释肥的优点及国内缓控释肥的产业化发展前景和方向。 关键词：缓释肥；控释肥；优点；前景和方向 中国是农业大国，同时也是当今世界最大的化肥生产国和消费国。化学肥料是农业生产中最大的物质投入，据联合国粮农组织的统计资料表明，在提高单产中，化肥对增产所起的作用占40％一60％[1]。但是生产实践表明，由于化学肥料本身性质和土壤环境条件及农业措施等综合影响，化学肥料利用率很低。中国因肥料养分利用率低所造成的养分资源浪费是十分惊人的。据统计中国每年生产、施用的氮肥量(以纯氮计，下同)约为2千万t，其肥料的当季利用率只有30％-50％，累计利用率为45%-60％，因氮肥利用率低造成的直接经济损失折合人民币达239．4亿元[2]。如何提高化学肥料的利用率、减小因施肥不当造成的环境污染问题，可持续发展高效农业已成为世界各国共同关注的问题。自从20世纪70年代以来，缓释和控释肥(slow and controlled release fertilizers，简称SRFS和CRFS)的研制和应用为解决这个问题提出了新的思路。缓释肥和控释肥的研制已经成为世界肥料研究的热点。 一、缓释/控释肥定义和分类 联合国工业发展组织(UNIDO)委托国际肥料发展中心(IFDC)编写的《肥料手
册》1980年版(1984年由中国对外翻译出版公司译为中文版)，第21章为控制释放肥料。内容包括： (1) 控制释放磷肥。主要有磷矿粉、煅烧磷酸铝矿、碱性炉渣、脱氟磷肥、熔融钙镁磷肥、雷诺尼亚磷肥、骨粉、磷酸二钙、磷酸铵镁、偏磷酸钙和偏磷酸钾。 (2) 控制释放氮肥。主要有：1.微溶物质:脲甲醛(UF)、异丁叉二脲(IBDU)、丁烯叉二脲(CDU)、草酰胺、磷酸铵镁(Mag Amp)；2.水溶性缓释肥:脒基硫脲(GUS)、脒基磷脲(GUP)；3.包涂层的可溶物质：包硫尿素(SCU)、聚合物包膜肥料；4.硝化抑制剂。 (3)控制释放钾肥。主要有聚磷酸钾、聚磷酸钙钾、包硫氯化钾。 上述《肥料手册》1998年版取消了控制释放这一章，但列出了缓释肥料、控释肥料定义如下。 (1) 缓释肥料(Slow—Release Fertilizer，SRF)定义：一种肥料所含的养分是以化合的或以某种物理状态存在，以使其养分对植物的有效性延长(国际标准化组织ISO的定义)。 (2) 控制释放肥料(Controlled—Release Fertilizer，CRF)定义：肥料中的一个种或多种养分在土壤溶液中具有微溶性，以使它们在作物整个生长期均有效。理想的这种肥料应是养分释放速率与作物对养分的需求完全一致。微溶性可以是肥料本身特性或通过包裹、包膜(Coating)可溶性粒子而获得。 由上述定义可知，缓释、控释肥有两大类： (1)微溶性化合物，如《化肥手册》1980年版所描述的肥料本身特性所具有的微溶性氮、磷、钾肥；
高吸水性树脂的制备 姓名：曹伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各方面的应用。对高吸水性树脂的合成方法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成方法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化方法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联方法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离子系，两性离子系，羟基和酰胺基的非离子系和多种亲水基团系等五大种类。从制品形态上可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。 1.2 SAP的性能及应用 高吸水性树脂作为一种功能材料应用，其应用领域不同，对它的性能也有不同的要求，高吸水性树脂主要有以下几项性能。 1.2.1 吸水性
第1节医药卫生用品方面的应用 由于高吸水性树脂无毒、无刺激和高度生物相容的特性，在医疗卫生用品领域得到了最为广泛的应用。人们利用高吸水性树脂作为吸收材料吸收尿液、血液、药物，制作如卫生巾、尿布、餐巾纸、失禁垫片、医用药棉等。 高吸水性树脂的超强吸水能力和保水能力使得生理卫生方面的产品大大轻薄化、小型化、舒适化，消除了人们很多苦恼。经过最近20年来的高速发展，高吸水性树脂在全球范围实际产量已达年产100万吨以上，其中80%～90%左右用于卫生领域。在美国、日本、欧洲等发达国家和地区用高吸水性树脂作卫生材料已经普及，成为日常生活的一种基本材料。用于卫生材料的高吸水性树脂要求吸水速度快，吸水量大，吸水后形成的凝胶有一定强度，加压保水性好、尽可能高的生理盐水的吸液倍率，并且吸水树脂吸水后表面干爽性好。水溶液聚合法经粉碎得到的高吸水性树脂一般粒径在100μm—1000μm之间，粗细粉末混杂在一起，在吸水时，细的颗粒由于表面积更大，吸水速度快，优先膨胀形成凝胶，这些凝胶包裹在粒径较大的树脂颗粒周围，形成“生面团”，阻止水快速向大粒径颗粒内部渗透，既影响了吸水速度，也降低了吸水后颗粒的干爽性。这种粉碎所得的“初产品”基本不具备满意的使用价值。虽然有文献表明改变交联剂可以增加树脂的吸水速率，但这种方法对卫生材料用的树脂增加的吸水速率是不明显的。国内外的研究表明，通过引入表面处理的工艺，对吸水树脂颗粒的表面进行第二次交联，形成外部交联度高，内部交联度低的“核壳”结构，可以极大地改善吸水后颗粒的干爽性、保水性。在增加的这种后处理过程中使用亲水性的小分子物质，同时加快了水在颗粒间和颗粒内的传导速度，使吸水速度提高很多。虽然这种后处理对粒子表面交联形成“核壳”结构，限制了树脂颗粒自由膨胀能力，但能够使树脂在压力下吸收能力提高而得到补偿。 近年来在缓控释药物中作为药物的骨架载体的合成类亲水性高分子有相当一部分属于高吸水性树脂。在该领域享有盛名的美国古立德公司（Goodrich Corp）的系列交联丙烯酸聚合物carbopol就是缓控释骨架材料的典范。聚丙烯酸类的高吸水性树脂有良好的生物相容性、生物粘附性，发达国家近十几年来采用这类材料制备的靶向给药系统（targeting drugsystem.TDS or Targeted Drug
苏州大学本科生毕业设计（论文） 高吸水性树脂的制备和应用 目录 中文摘要 (1) ABSTRACT (1) 第一章前言 (2) 1.1 高吸水性树脂简介 (2) 1.2 高吸水性树脂分类 (3) 1.3 高吸水性树脂主要的聚合方法 (3) 第二章实验部分 (4) 2.1 实验试剂及仪器 (4) 2.2 主要实验 (4) 第三章结果与讨论 (4) 3.1 反应温度对反应时间的影响 (5) 3.2 引发剂用量对高吸水性树脂吸水倍率的影响 (5) 3.3 交联剂用量对高吸水性树脂吸水率的影响 (6) 3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的单体比例对高吸水性树脂吸水率的影响 (7) 3.5 丙烯酸中和程度对高吸水性树脂吸水率的影响 (7) 3.6 反应温度对高吸水性树脂吸水率的影响 (8) 3.7 是否通氮气保护对反应的影响 (8) 3.8 结构表征 (8) 第四章高吸水性树脂的应用和发展方向 (9) 4.1高吸水性树脂的特殊而又广泛的应用领域 (9) 4.2高吸水性树脂未来的发展方向 (10) 第六章结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
中文摘要 采用水溶液聚合法，以N，N 一亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)或过硫酸铵（APS）为引发剂合成了高吸水性树脂聚(丙烯酸一丙烯酰胺)(P(AA—AM))，研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂及交联剂用量、反应温度对树脂在去离子水和0．9％盐水和自来水中吸水率的影响．最佳条件下制备的树脂在去离子水中吸水率为1200 。 关键词:水溶液聚合丙烯酸丙烯酰胺合成吸水率 ABSTRACT By solution polymerization ，using N,N一methylenebisacrylamide (NMBA ) as crosslinking agent，Potassium persulfate (KPS) , Ammonium persulfate(APS) as an initiator Synthesis of superabsorbent poly (acrylic acid a acrylamide)(P(AA-AM)), study the monomer ratio, and the degree of acrylic acid, initiator and crosslinker, the reaction temperature on the resin in deionized water and 0.9% saline and tap water in the water absorption. Resins prepared under optimal conditions in deionized water absorption is 1200. Keywords: Solution polymerization Acrylic acid Acrylamide Synthesis Water absorption
高分子保水剂农业应用研究进展 庄文化1,2,3,4,冯浩1,2,3,吴普特1,2,3 (1.中国科学院水利部水土保持与生态环境研究中心, 杨凌712100; 2.西北农林科技大学水土保持研究所, 杨凌712100; 3.国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心, 杨凌712100; 4.中国科学院研究生院，北京100039) 摘要: 高分子化合物作为一种新型保水抗旱材料在农业上得到了广泛的应用。保水材料通过自身的吸水供水,增加土壤团粒结构,降低土壤容重,增加空隙度,抑制蒸发达到保水效果,减少了降雨对土壤的侵蚀。通过减少养分淋失,达到提高肥料利用效率和减少肥料污染的作用。大量盆栽和大田试验结果发现高分子确实能够促进种子的出苗及植物生长,但必须结合土壤含水率正确使用。未来研究应重点开发低成本保水保肥多功能保水剂,不断扩大保水剂的应用领域和范围。 关键词：保水剂; 土壤水分; 土壤肥料; 植物生长; 土壤侵蚀; 中图分类号：S156.2 标识码：C 文章编号：200605080 Development of super absorbent polymer and its application in agriculture Zhuang Wenhua1,2,3,4,Feng Hao1,2,3,Wu Pute1,2,3 (1. Institute of Soil and Water Conservation, MWR&CAS , Yangling 712100, China; 2. Institute of Soil and Water Conservation, Northwest Sci&Tech University of Agriculture and Forestry, Yangling 712100, China; 3. National Engineering Research Center for Saving Irrigation at Yangling, Yangling 712100, China;4.Graduate School of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039) Abstract: Super absorbent polymer is widely used in agriculture as a new kind material absorbing and storing water. It can hold water in soil and reduce soil erosion by the way of absorbing water itself, increasing soil aggregates and porosity, reducing soil bulk density and evaporation. The super absorbent added in soil can reduce the fertilizer loss, control the pollution caused by the lost fertilizer, increase fertilizer use efficiency. A lot of experiments showed that using super absorbent polymer properly can absolutely increase the rate of seed emergence and promote the crop growth. The multifunctional super absorbent polymer with lower cost should be developed and the application fields and scale should be extended in the further study. Key words:super absorbent polymer; soil water; soil fertilizer; plant growth; soil erosion; 0 引言 保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种具有超高吸水保水能力的高分子化合物颗粒剂。这类物质含有大量结构特异的强吸水基团,可吸收自身重量的数百倍至上千倍的纯水[1 ]。这些被保水剂吸附的水能够慢慢释放出来供土壤、植物利用,遇到外界来水时保水剂能够继续膨胀吸水达到蓄水作用。20世纪60年代,美国农业部首先利用玉米制成淀粉接枝聚丙烯脂类保水剂,作为“改善水分状况的重要工具”在西部干旱地区推广应用,并取得了良好的效果。随后又研制开发了以“TAB”为代表的保水剂并进行了一系列实验,发现TAB用于地面撒施可节约用水50%～85 %[2,3]。70年代以后,保水剂的研究与应用日益普及,日本在沙漠绿化、英国在水土保持、法国在土壤改良、俄罗斯在节水农业等方面保水剂的应用都取得了明显效果。 收稿日期：2006-05-22 修订日期：2006-10-12 基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX3-SW-444）, 西北农林科技大学科技专项 (Z24015400,08080239) 作者简介：庄文化（1982—），男，江苏连云港人，中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心，博士研究生。主要从事高分子保水剂的农业应用方面研究，E-mail: whzhuang04@https://www.doczj.com/doc/ea1663979.html, 通讯作者：冯浩, 研究员, 主要研究方向为土壤学。杨凌中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,712100
收稿日期：2008-12-24 作者简介：倪靖滨（1968-），男，高级工程师，主要从事辐射加工研发 工作。 文章编号：1002-1124（2009）04-0046-03 高吸水性树脂又称高分子吸水材料（SAP ），是 一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度网络结构的高分子聚合物[1]，是一类新型的功能高分子材料。它具有吸水量大和保水性强两大特点,它可以吸收比自身重量高几百到几千倍的水,而且所吸入的水在适当的压力下也不会被挤出。这是传统的吸水材料如纸、海绵、泡沫塑料等所无法比拟的。SAP 的研究与开发只有几十年的历史。目前，在国内主要还是用于卫生巾和纸尿布。 随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，对SAP 的需求量大大增加。2000年,中国卫生巾消费量将达310亿片，其中超薄型卫生巾占卫生巾总量的30％，每条超薄型卫生巾用量按1g 计，需要1万t SAP 。中国每年出生婴儿2000万人，有30％的婴儿使用布及片，每人一年用300片，每片用6g SAP ，则需要1万t SAP 。60岁以上老人1.2亿，加上失禁病人，所需成人垫片数量不断增加，至少需要600t SAP 。我国农作物种子年需求量700万t ，其中商品种子350万t ，生产种子包衣的企业约60家，种衣剂年产量达1万多吨，其中需要SAP 1500t ，水稻旱育秧苗需500～1000t 。我国人多地大，又是一个缺水国家，今后加大西部开发，对SAP 的需 求量将会迅速增加。 在SAP 性能方面，由于SAP 是一种高分子电解质，吸液率受离子强度影响较大，普遍存在耐盐性能差，通常只有吸纯水的10%甚至更低，而且随盐溶液浓度增加吸液率显著降低，在实际应用中S A P 接触的几乎都是离子溶液，提高SAP 耐盐能力是急需解决的问题；吸水倍率和吸水速度是SAP 的主要性能指标，离子型SAP 吸水倍率高，但吸水速度慢，而非离子型SAP 则正相反。二者性能均优的SAP 也是目前研究的方向；另外，SAP 吸水时颗粒间渗透性差、易形成内干外湿的“面粉团”而影响使用。因此，综合性能好的SAP 成为研究人员的主要研究内容。 1SAP 的种类 SAP 可以根据各种各样基准进行分类[2]。从原料方面大致可分为淀粉、纤维素、合成聚合物等；从离子种类可分为阴离子（聚丙烯酸、聚磺酸盐、丙烯酸的接枝、丙烯酸共聚合等）、阳离子（季铵盐等）、两性、非离子（聚乙烯醇、聚丙酰胺、聚氧乙烯等）4个类型；从交联方法上可分为交联共聚、自交联、辐射交联、水溶性聚合物交联或引入疏水性基团或结晶结构等；从产品形态上可分为：粉末状、球形、无定形、膜状、纤维状等。 现在市售的SAP 大都属于阴离子和非离子型， 高吸水性树脂在卫生用品上的应用 倪靖滨1，李红2，张晓东1，高德玉1 （1.黑龙江省科学院技术物理研究所，黑龙江哈尔滨150086；2.黑龙江大学化学化工与材料学院，黑龙江哈尔滨150080） 摘要：本文综述了高吸水性树脂在卫生用品方面的应用，分类，合成方法、国内外发展现状，最新发展 动向以及应用前景。 关键词：高吸水性树脂；卫生用品；儿童尿布；卫生巾中图分类号：TQ320.79 文献标识码：A Superabsorbent polymer for sanitary application NI Jing-bin 1，LI Hong 2,ZHANG Xiao-dong 1,GAO De-yu 1 (1.Technical Physics Institute of Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150086,China; 2.College of Chemistry and Chemical Engineering Material ， Heilongjiang University,Harbin 150080,China)Abstract:This article reviewed the application of superabsorbent polymer in sanitary field.The classifica －tion,preparation method,the present statues and future development of SAP in the world were introduced. Key words ：superabsorbent pelymer;sanitary;diaper;sanitary towel Sum 163No.04 化学工程师 Chemical Engineer 2009年第4期 DOI:10.16247/https://www.doczj.com/doc/ea1663979.html,ki.23-1171/tq.2009.04.009
高吸水性树脂的制备 ：伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各面的应用。对高吸水性树脂的合成法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离
保水剂在水土保持中的应用及研究进展王芳琴 发表时间：2018-01-10T14:59:48.843Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第21期作者：王芳琴 [导读] 保水剂是一种能保水、固土、保肥的高分子化合物。 志丹县水土保持工作队陕西延安 717500 摘要：保水剂是一种能保水、固土、保肥的高分子化合物。它主要出现在干旱、降水较少的地区，通过缓慢释放水分来实现水土保持的目的，为作物的生产提供充足的水分。文章通过介绍保水剂的功能以及保水剂在水土保持中的作用，并指出保水剂现目前存在的问题，并提出保水剂在水土保持中的具体使用方法，让保水剂在水土保持中发挥更大作用。 关键词：保水剂；水土保持；应用；研究 1保水剂在水土保持中的作用机理 保水剂的功能主要体现在保水上，它是一类聚合的高分子化合物，它能够大量的吸收地表上的水分，然后通过化学机理缓慢的释放水分到土壤中，时刻保持土壤长期处于湿润的状态，为农作物的生长提供充足的水分。我们在分析保水剂的化学结构时不难看出它的整体结构呈三维网状。在保水剂吸收水分过程中，能够通过网链上的电解质，使网络内部溶液与外部水分之间产生巨大的渗透势差，以此保证外部水分能够不断进入分子内部结构中。从保水剂在水土保持中的主要功能来看，其主要的作用就是保水、保土和保肥。 1.1保水功效 保水剂的保水效果主要是通过其内部的分子结构来实现的，当期沿着地表进入到松软的土壤中后，它能够迅速的吸收周围的水分并缓慢的释放，帮助实现保水功效。保水剂的作用更能够在暴雨天气中体现出来，当降水充足时，它能够将很大一部分水分吸收存储起来，使得地表径流减少，防止水流过程中顺便带走地面的土壤，起到固化土壤的作用。 1.2保土功效 保水剂作为一种高吸水性树脂，它兑土壤中的土粒具有很强的吸附性，这样就能够起到很好的固定土壤的作用。同时，当保水剂充分吸水后体积增大，能够吸附更多的土壤形成块状聚集，防止扬尘等带走地表上的小颗粒土粒，降低土壤之间的缝隙，改善土壤内部的结构，能够抵御风沙和雨水的侵蚀。 1.3保肥功效 保水剂还具有离子交换以及吸附作用。植物在生长过程中需要大量的尿素，尿素溶解到水中时就会分解除很多的铵根离子，这时它们就会被很好的锁定在保水剂分子中，进而为植物的生长锁住更多的肥料。通过试验数据得到，保水剂的吸肥量与地表的铵分子数的含量成正比。 2保水剂在水土保持中应用涉及因素 2.1关于保水剂类型的选用 目前市场上的保水剂有很多种类型，它们的应用场合不同，对于水土保持的倾向性也不尽相同，因此所取得成效也不尽相同。通常情况，针对于荒漠降水不足的地区，需要使用高吸水和高速率吸水的保水剂，同时还需要考虑到这部分地区的保水剂循环使用的要求。除此之外，我们往往还会考虑到水剂的吸水倍率、耐盐性、稳定性以及持水性等多重特性考虑在内。 2.2关于保水剂在水土保持中的施用方法 我国在保水剂的使用要主要是以农业生产为主，水土保持方面应用较少。保水剂在农业方面的使用方式存在多种多样，这与国外的存在明显的差异，国外主要是将保水剂应用于水土保持方面，因为针对使用的场景不同，所选择的方法也不尽相同。 2.3关于保水剂的施用量 保水剂视不同地区的实际情况来进行设置，没有明确的规定用量。将保水剂用于水土流失治理，原则上是施用量越大越好，但从经济角度出发，通常都会使用产投比高的保水剂。在不同的使用场景中下用量也存在一定的差异，诸如像在抗旱造林中不需要大范围的使用保水剂；干旱较为严重的地区可调整保水剂的施用量，达到保持水土的作用；针对于周期性干旱变化的地区，也不易大量的使用保水剂。 2.4关于保水剂施用范围 保水剂在水土保持中发挥的作用还需要效应时间以及效应空间。影响保水剂吸水性能的因素有很多，包括它自身以及外部环境的一些影响因素在内的，这是我们需要结合实际的使用场景，来对保水剂的用量以及适用范围进行界定。因为我国幅员辽阔，土壤类型也非常多，所以需要选取适合土壤类型的保水剂类型。 2.5保水剂的使用时间选择 水土保持建设施工时间比较长，而不同的季节中降雨量也不同，需要针对季节变化的特点选择不同的保水剂[1]。如果地区干旱少雨，土壤含水量严重不足，可以先将保水剂放到水中浸泡，待其贮存充足的水分，再加入土壤中混和使用。如果不这样处理就会造成植物中水分倒流的问题出现，加重植物根系缺水的状况最终使其枯死。虽然浸泡环节浪费了部分时间，但是保水效果却更加显著。采用这种先浸后混的方式，材料释水后就有了充足的膨胀空间，能够顺利的吸水，土壤空隙的通气性也会得到强化，对植物的生长是非常有利的。雨季来临之前，保水剂不需要沿着每一个植物穴的逐个使用，可以采取统一整地的方式。在这一过程中保水剂与土壤的混合，雨季到来时储存足够的水分，让植物在秋季与冬季也能够健康的生长，避免水资源的浪费。 3保水剂在应用过程中的建议 应该科学的选择保水剂，确保使用过程安全可靠。当前制作保水剂所使用的原料以及合成的方法上比较多样化。虽然保水剂实际应用具有较大的广泛性，但也不是一种可以任意使用材料类型，在选择与使用中一旦出现不规范的情况，就容易对植物及土壤造成不同程度的损害。通常农林业发展中可以采用钾盐或铵盐类的保水剂，避免使用合聚丙烯酸盐，这类保水剂导致土壤板结或农作物死亡。比如要想达到储水、蓄水的效果，就需要选择大颗粒、凝胶强度高的保水剂；为了提升树木成活率，就需要选择粉状、凝胶强度较弱的保水剂类型，能起到降低成本的作用。另外，保水剂的运用还应符合因地制宜的原则，当前阶段，市场中的保水剂多种多样、类型混杂，保水剂具体的构成成分、原料、结构形式等存在不同。品牌及组成材料不同的保水剂应用后对土壤造成的影响有较大差别。使用前需要向相关销售者或
-- 聚丙烯酸高吸水性树脂的制备 何琪琪 摘要 淀粉类高吸水性树脂，由于其降解性好，对环境友好，成为吸水树脂领域的研究重点，并取得了较大的研究成果。高吸水性树脂或水凝胶是一类重要的部分交联聚合材料，它能够吸收大量的液体，通常是水。高吸水性树脂的制备方法多种多样，商业上，高吸水性聚合物主要是以丙烯酸作为主要成分来生产的。本文是以过硫酸铵为引发剂，将淀粉与丙烯酸、丙烯酰胺在水溶液中接枝聚合制备高吸水性树脂，通过考察单体与淀粉、交联剂、引发剂的质量比、反应时间、反应温度等不同的影响因素，探寻制备高吸水性树脂的最佳工艺条件与方法，从而得到吸水率高、吸水性强且能够多次反复有效吸水的高吸水性树脂。 实验结果表明：当单体与淀粉的质量比为6-7，单体与交联剂的质量比为3-3.5，引发剂占单体的质量分数为0.5%，反应时间2.5-3h，反应温度60℃时，可以合成具有较好吸水性能的高吸水性树脂，在自来水中吸水倍率可达65- 75g/g。 关键词：高吸水性树脂；丙烯酸；丙烯酰胺；淀粉 --
-- 目录 摘要 ............................................................................................................... I Abstract .................................................................................. 错误!未定义书签。第1章引言 . (1) 1.1 论文选题缘由 (1) 1.2 课题的研究背景 (1) 1.2.1 国内外研究进展 (1) 1.2.2 高吸水性树脂的应用 (2) 1.2.3 高吸水性树脂的性能研究 (4) 1.3 (6) 1.4 (6) 1.5 今后产品研发的方向和展望 (7) 第2章实验部分 (9) 2.1 实验试剂 (9) 2.2 实验仪器 (9) 2.3 实验原理 (9) 2.4 实验步骤 (10) 2.4.1 丙烯酸中和 (10) 2.4.2 淀粉糊化 (10) 2.4.3 接枝共聚 (10) 2.4.4 吸水能力测试 ............................................. 错误!未定义书签。 2.4.5 接枝特征参数的计算 (10) 第3章 ................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.2 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.3 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.4 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.5 ................................................................................ 错误!未定义书签。第4章结论 (12) 参考文献 (20) 致谢 (14) --