超强吸水材料SAP

超强吸水材料SAP应用和研究进展胡登平学号08080323摘要：超强吸水树脂作为一种新型的功能高分子材料，其具有两个显著特点:高吸水性和高保水性。

考虑其重要应用价值和经济价值[1-4]，人们对它的研究越来越立体化，多角度，本文先是简单介绍了超强吸水材料SAP的组成，结构，吸水原理和分类。

后面重点介绍了现在国内关于SAP的研究，着重讲解了SAP对农作物的生长，环境保护以及石油开采中的应用。

关键字：超强吸水材料应用现状研究进展一．SAP的组成和结构：SAP的中文全称是高吸水树脂，英文全称是Super absorbent polymer,它是一种功能高分子材料，具有很高的分子量，主要是有碳氢原子和杂原子组成。

其结构特征有三点：一是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；二是树脂具有交联结构；三是聚合物内部具有较高的离子浓度。

再从三个角度解剖一下SAP的结构：从化学结构看，主链或侧链上含有亲水性基团，如-SO3H，-COOH，-CONH2，-OH等；从物理结构看，低交联度的三维网络，网络的骨架可以是淀粉，纤维素等天然高分子，也可以是合成树脂(如聚丙烯酸类）。

从微观结构看，因其合成体系不同而呈现多样性：淀粉接枝丙烯酸呈海岛型结构，纤维素接枝丙烯酰胺呈峰窝型结构，部分水解的聚丙烯酞胺树脂则呈粒状结构。

二．SAP的吸水原理和分类：一般吸水的原理分为物理吸附和化学吸附，而SAP正是通过化学键结合把水和亲水性基团结合在一起，从而达到吸水的目的，具体的吸水过程可以分为三步，首先是通过毛细管吸附和分散作用吸水，这一步的速度很慢的；而到了第二步速度明显增快，是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。

最后随着吸水量的增大,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的分类方法很多，可以根据原料来源分为淀粉系，纤维素系以及合成高分子系[5-6]。

高吸水树脂高吸水性树脂（Super Absorbent Polymer, 简称SAP），通用名高吸水树脂、吸水树脂，用于不同行业又有专业俗称如农林保水剂、光缆阻水粉、高分子吸水珠、人工水晶泥、蓄热蓄冷剂等。

kl-sap主要化学成分是低交联型聚丙烯酸钠盐，属新型功能高分子吸水材料。

它能吸收比自身重几百或上千倍的无离子水。

吸水后即成凝胶状，即使加压也很难挤出水来。

具体特性如下：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。

6.安全性送样经江苏省卫生防疫站检测属无毒、无刺激。

详见江苏省卫生防疫站质量检测报告书[（毒）字第20000097号]。

具体指标如下：(执行标准Q/320682RYM01-2009)附：规格按颗粒大小分有：kl-5,kl-40,kl-80,kl-120,kl-150,kl-300按应用要求分有：速膨松散型(A)和缓膨增粘型(B)凯姆勒化学技术（北京）有限公司吸水材料部门是专业从事高吸水性树脂的技术研发、生产及推广应用的高新技术跨国联合体，与国外在该领域有着先进经验的技术专家和科研机构共同合作，同时还和国内重点科研院校共同承担该领域的专项课题的研发工作。

我们研制生产的各种性状的高分子吸水树脂已在农业、林业、园艺、工业生产、医疗卫生、日用化妆品及特殊领域广泛应用。

农林园艺：抗旱、保墒、节水、土壤润湿剂，用于种子包衣、人工草坪、育种移栽、无土栽培、土壤保水、苗木运输、花卉。

卫生用品：卫生巾、婴儿纸尿布、成人失禁垫片、吸水纸。

医疗医药：吸水、防粘接、缓释用，用于纱布、软膏、绷带、冰袋、缓释性药物。

工业生产：吸水、止水、增稠，用于膨胀橡胶、密封条、电缆止水条、电池、涂料、油水分离。

sap吸水倍率摘要：1.SAP 吸水倍率的定义和作用2.SAP 吸水倍率的计算方法3.SAP 吸水倍率的影响因素4.SAP 吸水倍率的实际应用5.SAP 吸水倍率的优缺点分析6.SAP 吸水倍率的发展趋势和前景正文：SAP 吸水倍率，即Super Absorbent Polymer（超强吸水性聚合物）的吸水倍率，是指SAP 材料在吸收水分时的吸水能力。

作为一种高分子材料，SAP 具有极高的吸水性和保水性，广泛应用于卫生护理、农业、环保等领域。

SAP 吸水倍率的计算方法为：吸水倍率= （湿重- 干重）/ 干重。

通常情况下，SAP 的吸水倍率越高，其吸水性能越强。

然而，吸水倍率并非唯一衡量SAP 性能的指标，还需综合考虑其他性能参数，如保水性能、机械强度等。

影响SAP 吸水倍率的因素主要包括：聚合物的类型、结构和形态；吸水过程中的温度、压力和时间；以及材料的改性程度等。

在实际应用过程中，需要根据具体需求选择合适的SAP 材料和制备工艺，以实现最佳的吸水倍率。

在卫生护理领域，SAP 吸水倍率的提高可以有效提高卫生用品的吸水性能，为使用者带来更加舒适和便捷的体验。

在农业方面，高吸水倍率的SAP材料可用于保水剂，提高土壤的持水能力，促进植物生长。

此外，SAP 在环保领域的应用也日益受到关注，如用于垃圾填埋场、污水处理等。

尽管SAP 吸水倍率具有诸多优点，但同时也存在一定的缺点，如耐酸碱性较差、易受有机溶剂侵蚀等。

因此，针对不同应用领域，需要对SAP 材料进行相应的改性处理，以满足性能要求。

随着科技的发展，SAP 吸水倍率有望进一步提高，同时开发出更多具有高性能、环保和多功能的新型SAP 材料。

sap分子结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述SAP（Super Absorbent Polymer）是一种高分子化合物，在现代化工领域中具有广泛的应用。

它具有极强的吸收能力和保水性能，被广泛应用于卫生用品、农业、建筑材料等领域。

SAP的分子结构复杂多样，其中包括聚合物链和交联结构，这使得其具有特殊的吸水能力和稳定性。

本文将对SAP分子结构的基本组成、功能特点以及应用领域进行详细介绍，旨在帮助读者更深入了解这一重要的高分子材料。

1.2 文章结构文章结构部分将主要介绍本文的整体架构和组织方式。

首先，我们会从引言开始，概述SAP分子结构的重要性和研究现状。

然后，正文部分将分为3个小节，分别讨论SAP分子结构的基本组成、功能特点和应用领域。

在结论部分，我们将对全文进行总结，展望未来SAP分子结构研究的发展方向，并结束文章。

通过以上结构，读者可以清晰地了解本文的内容和逻辑展开，帮助他们更好地理解和阐释关于SAP分子结构的相关知识。

1.3 目的本文的主要目的是对SAP分子结构进行深入探讨，包括其基本组成、功能特点以及应用领域。

通过对SAP分子结构的详细介绍，希望能够让读者更加全面地了解这种特殊的化学物质，并且探讨其在科学研究和工程领域中的重要性和应用前景。

同时，通过本文的研究，也可以为相关领域的科研人员提供参考和启示，促进对SAP分子结构的深入研究和应用。

希望本文内容能够为读者提供关于SAP分子结构的全面而准确的信息，为进一步推动相关领域的研究和发展做出贡献。

2.正文2.1 SAP分子结构的基本组成SAP（Super Absorbent Polymer）是一种高分子化合物，具有极强的吸水性能。

其分子结构主要由以下几个基本组成部分构成：1. 丙烯酸单体：丙烯酸是SAP的主要单体之一，其结构中含有羧基(-COOH)，使得SAP具有较强的亲水性，有利于吸水。

丙烯酸单体通过聚合反应形成高分子链结构，使SAP具有较大的分子量。

改善混凝土性能的新型外加剂——超吸水性树脂（SAP）在混凝土技术高速发展的今天，各种改善混凝土性能的新型外加剂得到积极开发和研究，其中应用最为广泛的外加剂是高效减水剂。

使用高效减水剂和矿物超细粉是获得高强高性能混凝土的主要方式。

高强高性能的混凝土水灰比较低、水泥用量大、结构较致密，水泥在水化过程中往往因为自收缩过大而发生开裂，严重影响了其耐久性和使用年限，因此解决开裂问题对高性能混凝土的发展应用有着非常重要的意义。

什么是超吸水性树脂？超吸水性树脂（Superabsorbent polymers，简称SAP）是一种交联高分子化合物，能够吸收自重几十倍到几千倍的水，在接触水或水溶液后开始肿胀形成水凝胶，具有良好的保水性。

近些年部分学者将SAP应用于混凝土中将其当作“内部蓄水库”，在某些条件下如温度、孔隙溶液中的化学组成变化、时间推移等可以释放出水分，为混凝土提供内部养护。

已有研究显示，将SAP掺加到水泥混凝土中，不仅可以减少甚至可以完全避免自干燥以及由此产生的自收缩，还可以提高其抗冻、抗渗等耐久性能，因此SAP是一种非常有前景的新型混凝土外加剂。

下面介绍国内外学者研究SAP应用在混凝土中的研究成果，并提出未来进一步研究的方向。

· 混凝土中所掺SAP的种类和大小·SAP的类型较多，可从原料来源、官能团、亲水性和交联方法等进行分类，其中按原料来源可分为淀粉类、纤维素类以及合成聚合物类，应用在混凝土中的SAP大多数为丙烯酸胺-丙烯酸共聚型。

Jensen和Hansen认为SAP粒径大小会影响混凝土的性能，大的SAP粒子在搅拌过程中没有足够的时间去吸水导致效率降低，小的SAP粒子则相对其表面活性区域减少，吸水能力降低，认为SAP粒子在肿胀状态达到100μm左右最佳。

Lura研究了50μm~250μm内不同粒径的SAP对自收缩的影响，掺量较小时，粒径较大的SAP减少自收缩的效果优于粒径较小的。

高吸水性树脂简介1、定义高吸水性树脂(Superabsorbent Polymer, SAP)是一种具有轻度交联的三维网络状吸水性的材料，含有大量的亲水性基团，能在很短的时间内迅速吸收大量的天然水分从而达到完全饱和状态，而且即便是施加一定的压力依旧能够有效保住水分的不流失。

2、高吸水性树脂的结构特点从化学结构看，SAP聚合网络链段上含有大量强亲水性基团，如羧基、羟基、酰胺基和磺酸基等，可以与水分子发生氢键作用，具备优异的亲和性能，所以，制备的SAP树脂与水接触后能够迅速吸收水分而达到溶胀平衡。

从物理结构看，SAP是一个三维网络结构，具有一定的交联密度，即使与水相遇也不容易发生溶解。

通常制备的SAP多为水溶性线性聚合物，如果没有经过交联处理，在吸收水分后便会形成一种流动性强的聚合液，无法达到保水效果。

进行适度的交联后，SAP在吸收水分溶胀后不会被水溶解。

水分被包裹在树脂网络内部，即便施加一定的压力水分也不会溢出，达到束水目的。

3、高吸水性树脂的性能（1）吸水性能SAP有着超高的吸水性能主要是因为其自身的三维网络结构，其聚合物网络链段上含有-COOH、-OH、-CONH2等多个强亲水性官能团，能够吸收大量的水分并将水分保持在网络内部。

其吸水性能也会因亲水基团类型的不同、网络结构、外部环境的变化而具有差异。

（2）耐盐性能根据SAP的吸水机制，可以大量吸收纯水中的自由水，但是如果水里含有盐离子的话，液体吸收能力会大幅下降，而SAP经常被广泛应用于农业、医疗、环保等领域，其吸收介质为肥料、血液、尿液和土壤等，其大多为混合的盐溶液，所以单纯的追求吸纯水的能力远不能满足其应用的要求，因此关于SAP耐盐性能的研究有重要的意义。

（3）保水性能保水性能是SAP的一个重要功能。

它可以通过交联网络将大量的水或水溶液锁定在网络内，从而保持大量的水。

即使在特定外压下，水分也难从网格中流出，吸水性树脂的网格构造是保水性的关键。

SAP一般材料简介1. 引言SAP（Super Absorbent Polymer）一般材料，也称为超高吸水树脂或超吸水聚合物，是一种具有极高吸水性能的材料。

它可以吸收比自身重几十到几百倍的水或其他液体，并且在吸水后仍能保持形态稳定，不易流失。

SAP材料在许多领域都有广泛的应用，如卫生产品、农业、建筑材料等。

本文将对SAP材料的特性、应用以及未来发展趋势进行介绍。

2. 特性SAP材料具有以下几个特性：•高吸水性：SAP材料可以快速吸收大量的水或其他液体，其吸水速度是普通材料的几十甚至上百倍。

这种特性使得SAP材料在卫生用品如尿布、卫生巾等的制造中有广泛的应用。

•良好的保水性：一旦吸收了液体，SAP材料可以有效地将其锁定在内部，不易流失。

这种特性使得它在农业领域中的水土保持、减少灌溉频率等方面有着重要的应用。

•安全性：SAP材料通常由化学合成而成，它的主要成分是聚丙烯酸钠。

经过处理后的SAP材料无毒害、无刺激性，对人体和环境安全无害。

•抗压性：SAP材料具备良好的抗压性能，即使在吸满水后，依然能够保持形态稳定，不易变形或溢出。

3. 应用领域由于SAP材料具有独特的特性，它在许多领域都得到了广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 卫生产品卫生产品是SAP材料的主要应用领域之一。

尿布、卫生巾等产品使用了SAP材料作为吸水层，其高吸水性能可以迅速吸收液体并锁定在内部，保持表面干燥，提高使用者的舒适度。

3.2 农业SAP材料在农业领域有着重要的应用。

它可以被添加到土壤中，起到保水、保肥的作用，减少灌溉频率，提高作物的生长效率。

此外，SAP材料还可以用于包装农产品，在运输过程中保持产品的新鲜度。

3.3 建筑材料SAP材料还可以被应用于建筑材料中。

在建筑施工中，SAP材料可以添加到混凝土中，增强混凝土的吸水性，减少龟裂和渗漏的风险。

此外，SAP材料还可以用于制造防水涂料和防水材料，提高建筑物的防水性能。

高吸水性树脂高吸水性树脂(Super Absothent Polymer，简称SAP)，是由低分子物质经聚合反应合成或由高分子化合物经化学反应制成，是一种经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料，分子链上含有很多强亲水基团，能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水，这是以往材料所不可比拟的。

高吸水性树脂不但吸水能力强，且保水能力非常高,吸水后无论加多大压力也不脱水【5】。

因此被广泛地应用到农业、林业、园艺等的土壤改良剂、卫生用品材料、工业用脱水剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等。

1高吸水树脂的结构高吸水树脂是一种三维网络结构，它不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶。

高吸水树脂的主要性能是具有吸水性和保水性。

要具有这种特性，其分子中必须含有强吸水性基团和一定的网络结构，即具有移动的交联度。

实验表明：吸水基团极性极性越强，含量越多，吸水率越高，保水性也越好。

而交联度需要适中，交联度过低则保水性差，尤其在外界有压力时水很容易脱。

高吸水性树脂的微观结构因合成体系的不同而呈现出多样性[1]。

1.1离子型高吸水树脂结构大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团(如梭基、磺酸基、酞图1 高吸水树脂的离子网络结构胺基、轻基等)的三维网状结构所组成，如图1所示。

吸水时，首先是离子型亲水团在水分子的作用下开始离解，阴离子固定在高分子链上，阳离子作为可移动离子在树脂内部维持电中性由于网络具有弹性，因而可容纳大量水分子，当交联密度较大时，树脂分子链的伸展受到制约，导致吸水率下降。

随着离解过程的进行，高分子链上的阴离子数增多，离子之间的静电斥力使树脂溶胀，同时，树脂内部的阳离子浓度增大，在聚合物网络内外溶液之间形成离子浓度差，渗透压随之增大，使水进一步进入聚合物内部。

当离子浓度差提供的驱动力不能克服聚合物交联构造及分子链间相互作用(如氢键)所产生的阻力时，达到饱和量。

1.2淀粉接枝型高吸水性树脂结构日本三洋化成工业公司温品谦二等根据V on E. Cgruber等的方法探讨了淀粉接枝丙烯酸的聚合物结构，见图2如示【2】。

1. 了解高吸水树脂的制备方法及原理。

2. 掌握高吸水树脂的性能测试方法。

3. 分析高吸水树脂在不同溶液中的吸水性能。

二、实验原理高吸水树脂（Super Absorbent Polymer，SAP）是一种具有三维网状结构的高分子物质，主要由不饱和烯类单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）作为原材料，通过添加交联剂和引发剂经聚合反应合成。

SAP 分子链上带有大量亲水性基因，如-OH、-COOH、-CONH2、-SO3H等，使其具有极强的吸水性和保水性。

本实验通过制备高吸水树脂，测试其吸液率、吸水速率和保水性能，以评估其应用价值。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 不饱和烯类单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）- 交联剂- 引发剂- 离子水- 氯化钠溶液- 烧杯- 托盘天平- 离子交换树脂- 滤纸- 质构仪2. 实验仪器：- 实验室常用仪器（如烧杯、玻璃棒、滴管等）- 质构仪1. 制备高吸水树脂：（1）称取一定量的不饱和烯类单体，加入适量交联剂和引发剂；（2）将混合物加入烧杯中，搅拌溶解；（3）在恒温条件下进行聚合反应，得到高吸水树脂；（4）将高吸水树脂进行干燥处理，得到干燥的高吸水树脂。

2. 吸液率测试：（1）称取0.6克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入2000毫升离子水；（3）等待1小时后，用滤纸过滤多余的离子水；（4）称取过滤后的树脂，计算吸液率。

3. 吸水速率测试：（1）称取4.3克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入1000毫升氯化钠溶液；（3）记录开始吸水时间，每30分钟记录一次树脂的吸水质量；（4）计算吸水速率。

4. 保水性能测试：（1）称取2.3克干燥的高吸水树脂；（2）将树脂加入烧杯中，加入4000毫升氯化钠溶液；（3）等待半小时后，用滤纸过滤多余的氯化钠溶液；（4）称取过滤后的树脂，计算保水性能。

5. 凝胶强度测试：（1）将干燥的高吸水树脂加入质构仪的样品夹具中；（2）设置质构仪的参数，进行凝胶强度测试；（3）记录测试结果。