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第三章吸水树脂

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吸水树脂

吸水树脂
21
淀粉类高吸水性树脂的制备方法
美国农业部北方研究中心最早开发的淀粉 类高吸水性树脂是采用接枝合成法制备的。即 先将丙烯腈接枝到淀粉等亲水性天然高分子 上，再加入强碱使氰基水解成羧酸盐和酰胺基 团。这种接枝化反应通常采用四价铈作引发 剂，反应在水溶液中进行。
22
23
用该方法制得的高吸水性树脂虽有较好的 吸水能力，但由于反应体系的粘度通常很大， 水解反应不可能十分彻底，最终产品中会残留 有毒的丙烯腈单体，故限制了它们的应用。 日本三洋化成公司采取的改进方法是将淀 粉和丙烯酸在引发剂作用下进行接枝共聚。这 种方法的单体转化率较高，残留单体仅0.4％以 下，而且无毒性。
应用领域
日常生活 婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、 妇女卫生用品、插花材料、餐巾、手帕、绷 带、脱脂棉等。 农用保水剂，土壤改良剂 用作医疗卫生材料：外用药膏的基材、缓释 性药剂、抗血栓材料 工业吸水剂 食品工业 包装材料、保鲜材料、脱水剂、 食品增稠剂等 3

高吸水性树脂的分类
分类方法
42
(b) 聚丙烯腈水解法 将聚丙烯腈用碱水解，再用甲醛、氢氧化 铝等交联剂交联成网状结构分子，也是制备高 吸水性树脂的有效方法之一。这种方法较适用 于腈纶废丝的回收利用。 如用氢氧化铝交联腈纶废丝的皂化产物， 最终产品的吸水率为自身重量的700倍。反应 历程如下：
43
44
(c) 聚丙烯酸酯水解法 通过聚丙烯酸酯的水解引入亲水性基团是 目前制备聚丙烯酸盐系高吸水性树脂最常用的 方法。这是因为丙烯酸酯品种多样，自聚、共 聚性能都十分好，可根据不同聚合工艺制备不 同外形的树脂。用碱水解后，根据水解程度的 不同，就可得到粉末状、颗粒状甚至薄膜状的 吸水能力各异的高吸水性树脂。
NaOH

吸水树脂实验逐字稿

吸水树脂实验逐字稿

吸水树脂实验逐字稿
一、实验原理
吸水树脂是一种新型功能高分子材料，具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，且保水性能有良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。

按照原料划分，吸水树脂可分为淀粉类、纤维素类、合成聚合物类。

前两者是在天然高分子中引入亲水性基团制成的，后者则是由亲水性单体聚合或对合成高分子进行化学改性制得的。

二、实验步骤
1、将75mL蒸馏水、13mL丙烯酸加入三口瓶中，室温下搅拌均匀。

2、在室温下缓慢滴加32mLKOH溶液(约半小时滴完)。

3、往三口瓶中加入0.05g甲基双丙烯酰胺，0.2g过硫酸钾，搅拌使其溶解。

4、加热搅拌，温度维持在759C。

体系变为果冻状时结束反应。

5、将产品倒入烧杯中，在烘箱中于50°C烘干。

三章超高吸水材料

三章超高吸水材料
第三章 超高吸水性材料
2020/3/23
吸水树脂
2020/3/23
• 彩色花泥
2020/3/23
2020/3/23
思考题：
• 1.吸水树脂的分子结构由哪两部分组成？ • 2. 解释离子交换树脂与超高吸水性高分子的结构、
性能的异同点，它们的本质区别是什么? • 3.说明吸水树脂的吸水机理。 • 4.评价吸水树脂性能的指标有哪些？ • 5.举例说明吸水树脂的应用。 • 6.吸水树脂的制备途径？ • 7.试写出淀粉改性吸水树脂的合成路线。 • 8.试写出丙烯酸系吸水树脂的合成路线。 • 9.说明吸水膨胀橡胶的作用机理及其应用领域。
COO-
COO-
CH2=CH C=O
NH
+
CH2
NH
C=O
CH2=CH
2020/3/23
R
CH2 CH CH2 CH. C=O
CH2=CH
NH
COONa
CH2 NH
C=O R CH2 CH CH2 CH.
R CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
C=O
COO-
COO-
NH
CH2
NH
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• ⑶方法的优缺点：
• A. 特点：在
OH CH
OH
CO
形成后，
再接枝，去H形成羟基碳自由基，不能用偶氮类
引发剂，只能用过氧化氢（H2O2—Fe2+）引发体 系和Ce4+→Ce3+，后者效果最好。
2020/3/23
接枝后的产物和水解产物均为凝胶，不易 干燥，加乙醇（或甲醇），则很易分离，沉淀， 也易干燥，产品微孔松散，吸水速率快。 B. 制备的产品，吸水倍数高，可达2000倍。 C. 缺点；硝酸铈铵太贵，用乙醇作沉淀剂，易 损失，不安全，费用高。甲醇有毒。

功能高分子之吸水树脂(精)

功能高分子之吸水树脂(精)

功能高分子之吸水树脂功能高分子功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。

它们之所以具有特定的功能, 是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团, 或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。

吸水树脂吸水树脂 (Super Absorbent Polymer, SAP 是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。

它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,并且保水性能优良,一旦吸水膨胀成为水凝胶时,即使加压也很难把水分离出来。

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。

吸水树脂的性能:1.高吸水性 :高吸水树脂的高吸水性包括:①吸水能力大。

高吸水树脂的吸水倍率一般为自身质量的几十倍、几百倍甚至几千倍;②吸水速率快。

离子型高吸水树脂达到饱和需几小时到几十小时, 0.5h 左右可达饱和吸水量的 1/2;非离子型高吸水树脂达到饱和只需 20~60min ,几秒钟至两分钟就可达到饱和吸水量的 1/2以上。

③吸湿能力强, 吸湿速率快。

能吸收空气及土壤环境中的气态水分子。

高吸水树脂的吸湿能力和吸湿速率主要取决于高吸水树脂的种类和环境湿度的大小。

2.高保水性:高吸水树脂不但吸水能力强,而且保水能力也非常强。

所谓保水能力指的是吸水后的膨胀体能保持其水溶液不离析的状态的能力。

众所周知, 含有大量水的一般水凝胶都具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。

高吸水树脂是水凝胶, 所以其吸收的水分在自然条件下蒸发速度很慢, 而且加压也不易离析。

通常物质的脱水主要有加热蒸发脱水和加力脱水两种。

因此, 高吸水树脂也有自然条件保水性、热保水性和加压保水性等几种保水功能。

3.有效持续性强 :保水剂具有反复吸水功能,即吸水 --释水 --干燥 --再吸水。

4.增稠性:高吸水树脂凝胶具有特殊的流变性能,增稠性是其显著特性。

功能高分子之吸水树脂(精)

功能高分子之吸水树脂(精)

功能高分子之吸水树脂功能高分子功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。

它们之所以具有特定的功能, 是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团, 或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。

吸水树脂吸水树脂 (Super Absorbent Polymer, SAP 是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。

它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,并且保水性能优良,一旦吸水膨胀成为水凝胶时,即使加压也很难把水分离出来。

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。

吸水树脂的性能:1.高吸水性 :高吸水树脂的高吸水性包括:①吸水能力大。

高吸水树脂的吸水倍率一般为自身质量的几十倍、几百倍甚至几千倍;②吸水速率快。

离子型高吸水树脂达到饱和需几小时到几十小时, 0.5h 左右可达饱和吸水量的 1/2;非离子型高吸水树脂达到饱和只需 20~60min ,几秒钟至两分钟就可达到饱和吸水量的 1/2以上。

③吸湿能力强, 吸湿速率快。

能吸收空气及土壤环境中的气态水分子。

高吸水树脂的吸湿能力和吸湿速率主要取决于高吸水树脂的种类和环境湿度的大小。

2.高保水性:高吸水树脂不但吸水能力强,而且保水能力也非常强。

所谓保水能力指的是吸水后的膨胀体能保持其水溶液不离析的状态的能力。

众所周知, 含有大量水的一般水凝胶都具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。

高吸水树脂是水凝胶, 所以其吸收的水分在自然条件下蒸发速度很慢, 而且加压也不易离析。

通常物质的脱水主要有加热蒸发脱水和加力脱水两种。

因此, 高吸水树脂也有自然条件保水性、热保水性和加压保水性等几种保水功能。

3.有效持续性强 :保水剂具有反复吸水功能,即吸水 --释水 --干燥 --再吸水。

4.增稠性:高吸水树脂凝胶具有特殊的流变性能,增稠性是其显著特性。

高分子材料第3章5高吸水性树脂

高分子材料第3章5高吸水性树脂

离子型接枝共聚
它是指借助催化剂的作用使单体活化为带正电荷或者 负电荷的活性中心,然后进行接枝共聚。接枝点数目与活性 中心的浓度有关，可以用催化剂浓度调节。如AlCl3和聚氯 乙烯（PVC）作催化剂接枝乙烯基亲水性单体反应：
聚合物的侧基反应(偶联法)
这是指聚合物侧链官能团与端基聚合物之 间的反应。其接枝反应如下：
第六节 高吸水性树脂
概述
高吸水性树脂是一种交联密度很低、不溶于水、高水 膨胀性的功能性高分子材料。由于其能吸收自身质量百倍到千 倍的水，且吸收的水份不易用机械压力压出，具有良好的保水 性能，因此被广泛用于农业、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、医用材料等等。 高吸水性树脂的良好的吸水性能与保水性能使其在防沙固林中 独树一帜。
高吸水性树脂的结构与吸水性机理
结构
高吸水性树脂聚合物 是一类分子中含有极性基 团并具有一定交联度的功 能高分子，是由化学交联 和聚合物分子链间的相互 缠绕物理交联构成的三维 网络结构。其结构如图示：
机理
从其交联的结构图中可以看出，交联密度低，水 分子容易渗入树脂中使树脂膨胀，进一步亲水而凝胶 化，成为高吸水性的状态。但是交联度不能太低，否 则就会溶解于水，因此在不溶于水的情况下处于最低 交联度的树脂有可能是高吸水性树脂。而其中的极性 基团则大多是羧基、酰胺基、氨基，磺酸基、磷酸基 ，亚磺酸基等亲水性基团或者是这些基团的共聚体。 高吸水性聚合物吸水前，高分子链相互缠绕在一起； 吸水后，聚合物可以看成是高分子电解质组成的离子 网络和水的构成物。在这种离子网络中，存在可以移 动离子对，它们是由高分子电解质离子组成的。
纤维素接枝丙烯酸
淀粉系接枝丙烯酸
高吸水性树脂的应用

吸水树脂的原理

吸水树脂的原理吸水树脂是一种新型的高分子材料，它能够吸收大量的水分，并能够将水分迅速释放出来。

吸水树脂的应用范围非常广泛，例如卫生用品、农业生产、环境保护等。

吸水树脂的原理是在其分子结构中含有大量的亲水基团，例如羧基、氨基等，这些亲水基团可以与水分子形成氢键，从而吸收大量的水分。

吸水树脂的特点是在吸水后，形成类似于胶体的凝胶状态，这种状态可以容纳大量的水分，而且在适量的压力下，凝胶状态不会破裂。

吸水树脂的分子结构可以分成两个部分：一部分是亲水基团，另一部分是亲疏基团。

亲疏基团的作用是在吸水过程中不断调节树脂分子的构造，从而保证树脂能够吸收足够的水分。

在分子运动过程中，亲疏基团可以扩张或者收缩，从而控制吸水树脂的吸水速度和吸水量。

吸水树脂的吸水速度和吸水量与其分子结构密切相关。

一般来说，具有较多且均匀分布的亲水基团的吸水树脂能够吸收更多的水分。

此外，树脂分子的交联度和溶胀度也会影响吸水树脂的吸水性能。

高交联度的吸水树脂具有较高的强度和较慢的吸水速度，而高溶胀度的吸水树脂能够吸收大量的水分，但其强度较差。

吸水树脂除了能够吸水，还因为其特殊的分子结构，具有其它特殊的性能。

例如，吸水树脂具有极佳的保水性能和保湿性能，能够有效减少水分的蒸发和流失。

同时，吸水树脂还具有良好的稳定性和化学反应性能，能够在一定条件下发挥特殊的作用。

总结起来，吸水树脂是一种具有特殊分子结构的高分子材料，能够吸收大量的水分，并在适量的压力下，保持凝胶状态，其性能与其分子结构密切相关。

随着科学技术的不断发展，吸水树脂的应用范围将会越来越广泛。

功能高分子之吸水树脂

功能高分子之吸水树脂功能高分子功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。

它们之所以具有特定的功能，是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团，或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合，或者二者兼而有之。

吸水树脂吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。

它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。

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。

吸水树脂的性能：1．高吸水性：高吸水树脂的高吸水性包括：①吸水能力大。

高吸水树脂的吸水倍率一般为自身质量的几十倍、几百倍甚至几千倍；②吸水速率快。

离子型高吸水树脂达到饱和需几小时到几十小时，0.5h左右可达饱和吸水量的1/2；非离子型高吸水树脂达到饱和只需20～60min，几秒钟至两分钟就可达到饱和吸水量的1/2以上。

③吸湿能力强，吸湿速率快。

能吸收空气及土壤环境中的气态水分子。

高吸水树脂的吸湿能力和吸湿速率主要取决于高吸水树脂的种类和环境湿度的大小。

2．高保水性：高吸水树脂不但吸水能力强，而且保水能力也非常强。

所谓保水能力指的是吸水后的膨胀体能保持其水溶液不离析的状态的能力。

众所周知，含有大量水的一般水凝胶都具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。

高吸水树脂是水凝胶，所以其吸收的水分在自然条件下蒸发速度很慢，而且加压也不易离析。

通常物质的脱水主要有加热蒸发脱水和加力脱水两种。

因此，高吸水树脂也有自然条件保水性、热保水性和加压保水性等几种保水功能。

3．有效持续性强：保水剂具有反复吸水功能，即吸水--释水--干燥--再吸水。

4．增稠性：高吸水树脂凝胶具有特殊的流变性能，增稠性是其显著特性。

吸水树脂的原理

吸水树脂的原理
吸水树脂，也称为聚合物吸水剂，是一种高分子化合物，可以在水中吸收大量的水分。

其主要原理是通过离子交换和分子吸附，将水分子吸附在树脂表面形成水凝胶，从而实现吸水的目的。

吸水树脂的基本结构是由交联聚合物组成的，其分子中含有大量的交联点，因此具有较高的吸水性能。

在水分子的作用下，吸水树脂的交联结构会膨胀，从而吸收更多的水分子。

一般来说，吸水树脂的吸水能力与树脂的交联度、分子量以及交联点的数量有关。

吸水树脂的应用非常广泛，可以用于卫生用品、农业、园艺、水处理等领域。

比如，在卫生用品中，吸水树脂可以用于制造纸尿裤、卫生巾等产品，能够有效地吸收体液，提高产品的使用效果。

在农业和园艺中，吸水树脂可以用于土壤水分保持和植物栽培，能够提高作物的生长效果。

在水处理中，吸水树脂可以用于净化污水，去除其中的有害物质。

不过，吸水树脂也存在一些问题，比如可能会对环境造成污染。

在使用吸水树脂时，需要注意控制其使用量和使用方式，以避免对环境造成不必要的影响。

此外，吸水树脂也不应该直接接触皮肤或口腔，以免引起不适。

吸水树脂是一种非常有用的高分子材料，可以为很多领域的产品和技术提供支持。

在使用吸水树脂时，需要注意其性能特点和使用方
法，以充分发挥其优势，同时避免可能存在的问题。

吸水树脂的原理和应用

吸水树脂的原理和应用原理吸水树脂是一种可逆吸附和释放水分的高分子材料。

它通常是由聚合物组成的微粒状物质，具有高度亲水性和吸水性。

吸水树脂的吸水原理主要基于以下两个方面：1.离子交换作用：吸水树脂表面通常带有电荷，可以吸附周围水分中的离子，如阳离子和阴离子。

通过这种离子交换作用，吸水树脂可以吸附周围的水分，并将其牢固地储存在其内部。

2.渗透作用：由于吸水树脂具有亲水性，它可以吸附周围环境中的水分，并通过渗透作用将水分分子拉入其内部结构。

吸水树脂内部的微孔结构可以容纳大量的水分子，使其具有良好的吸附和储水性能。

吸水树脂的原理使其在各种领域得到了广泛的应用。

应用1. 农业领域•土壤保湿剂：吸水树脂可以添加到土壤中，增加土壤保湿能力，降低灌溉频率，提高水分利用效率。

•植物根系生长促进剂：吸水树脂可以增加土壤的保水性，为植物的生长提供充足的水分，并提供适宜的湿度和气候条件。

2. 医疗领域•医用敷料：吸水树脂可以用于制作吸水性能良好的医用敷料，用于吸收伤口渗出的血液和其他体液。

•制药辅助剂：吸水树脂可以用作制药过程中的辅助剂，用于控制药物的释放速度和提高药物的稳定性。

3. 环境领域•污水处理：吸水树脂可以用于污水处理过程中的悬浮物和废水的去除，提高水质。

•治理土壤污染：吸水树脂可以用于吸附和去除土壤中的有害物质，净化土壤环境。

4. 工业领域•涂料添加剂：吸水树脂可以用作涂料的添加剂，增加涂层的附着力和耐候性。

•离子交换树脂：吸水树脂的离子交换能力使其可以用于处理水中的金属离子和有机物，用于水质净化和废水处理。

5. 其他领域•个人卫生产品：吸水树脂可以用于制造婴儿尿片、卫生巾等个人卫生产品，提供优秀的吸水性能。

•建筑材料：吸水树脂可以用于建筑材料中，增加材料的吸水能力，提高材料的稳定性和耐用性。

以上仅为吸水树脂在一些常见领域的应用，随着科学技术的不断发展，吸水树脂的应用范围还在不断扩展。

吸水树脂的研究和开发将为各行各业提供更多解决方案，并在环境保护和人类生活质量的提高方面发挥重要作用。

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• • • • •
1、机械力作用的失水情况： 如：将吸水的凝胶、用力挤、压、离心 机离心，高分子吸水剂，这方面保水能 力都是理想的。 2、光照、风干等失水： 吸水后得到的凝胶，在光照或风干条件 下均可失水，但比其它吸水剂失水慢。 3 、植物根系可吸收凝胶中的水分： 这是吸水剂能用于林、农方面的根本原 因。
• 2. 性能： • 高分子吸水材料的性能主要有以下几个 方面，吸水能力、保水能力、（也是对 水的束缚能力）抗盐能力、稳定性，以 及根据用途不同而要求的无毒性，吸氨 能力，增粘性。 • ⑴吸水能力： 这是最重要的一项指标，吸水能力越强 越好，通常以每克吸水剂能吸收水的克 数表示，或以吸水剂能吸收水的重量是 其自身重的多少倍来表示。
• 在八十年代中期，我国有许多科研单位 开始研制开发高吸水剂，曾有南开大学、 山大、中科院、吉林化学所，山东农科 院，山东建材学院，北京化工研究院等 二十多个单位开展了超高吸水剂的研究， 先后研制了多种系列、多种合成工艺， 申请的中国专利有： • GK85100849 GK85103771 • GK85104864 GK85102156 • GK86104111 CN10416001A
• ⑸无毒性： • 在医用、卫生用方面，要求无毒，经动 物口服实验，无死亡，无异常表现，对 皮肤和粘膜无刺激，无过敏反应。 • ⑹吸氨能力： • 高吸水剂是含有羧基的阴离子物质，残 存的羧基（约30%）往往使树脂显示弱 酸性，并可吸收氨类等弱 性物质。这 一特性有利于卫生中等的除臭，并可将 土壤中氮肥的利用率提高10%。 • ⑺增粘性：用于化妆品中、吸水速率等。
• 随后，日本急起直追，1975年首先开发 了淀粉一接枝丙烯腈共聚物；70年后期 和80年代初，美、日、西欧等国有许多 公司开展了高吸水剂的开发工作，并且 日本进展较快，80年代中期，与高吸水 性树脂有关的日本发明专利每年约有 2000―5000篇，88年日本生产的卫生用 超高吸水性树脂3万吨，出口4万吨，其 产品已打入我国市场。目前，世界的产 品为60万吨/年。
3.废腈纶经水解交联法 (1)合成路线
[ CH2 CH ]
ß¡߹ ¸Î¢¸Ñ
C N Ë® ½â
[CH2 CH] [CH2 CH]n2 [CH2 CH]n n1 3 C=O C=O C N NH2 ONa
C=O OH CH2 CH C=O O Mn OH C=O O C=O
+
CH O=C O O C=O C=O NH2
COONa COONa COONa COONa COONa
COONa
COONa COONa COONa COONa COONa
• 树脂骨架：均匀的立体笼状结构好，并 链柔性好，笼网适当大些，有利于高吸 水性。 • 吸水基种类：以强电解质为好，如 COONa(k)、-SO3Na(k)为吸水基的吸水剂， 吸水能力强。 吸水基的数量和分布：吸水基多利于高 吸水性能，吸水基分布均匀好。
OH C=O
• 工业实施： • ⅰ 配料：各组份按比例投入带有搅拌器 的夹套反应罐中搅匀。 • ⅱ 预聚合：反应物到聚合温度时开始聚 合，当聚合转化率达到10%左右，立即 将反应物排到聚合槽中。（提问、回忆 有机玻璃的生产工艺）
• ⅲ 聚合：聚合是在聚合槽中进行的，聚 合槽可采用能调温度的夹套槽或用低、 中、高温水浴。开始反应物升温时用低 温槽，待温度平稳后，用中温槽最后到 高温槽，产品进入高温槽后，一方面促 进聚合反应的完成，另一方面也除去微 量的未反应的单体和部分水份，以便于 后面的加工。 • ⅳ 切片、干燥、粉碎、包装、产品的吸 水倍数800-1700倍。
（1）合成路线
O (NH4)2SO2O8 . 2NH4O S O O
( 以R.表示)
. R
+
CH2=CH C=O O-
RCH2CH. COO-
mCH2=CHCOO-
R [CH2 CH) CH2 CH . 2 COO-
+
CH2=CH C=O NH CH2 NH C=O CH2=CH
R
R
. CH2 CH CH2 CH C=O NH CH2 NH C=O . CH CH2 CH CH2
接枝后的产物和水解产物均为凝胶，不易 干燥，加乙醇（或甲醇），则很易分离， 沉淀，也易干燥，产品微孔松散，吸水速 率快。 B. 此法制的的产品，吸水倍数高，可达 2000倍。 C. 缺点；硝酸铈铵太贵,H2O2-Fe2+制的的 吸水剂质量较，乙醇用作沉淀剂，易损失 ，不安全，费用高。甲醇有毒。
• 2.丙烯酸系聚合剂 • 由于上述淀粉——接枝丙烯腈水解物有 三大缺点，在我国目前的情况难以工业 化，所以我们自行设计了丙烯酸聚合剂、 吸水剂。
淀粉：
O HO OH
C H2O H
O
n
O
n &煮沸
C H2 O H O O OH OH O n
变成线 型结构
C H2 O H O O OH OH O Ce n
4+
C H2 O H O O OH
O
m C H 2=C H CN
O OH
n
C H2 O H O O OH C OH N O n
• 测定方法是：称取一克吸水剂，加入盛 满水的2—3升的容器里。充分溶胀形成 凝胶状将凝胶倾入80—140目的筛子里， 静放30min，再称取筛子上面凝胶的重 量。 • 吸水剂吸蒸馏水（或去离子水）的能力 远大于吸收和天燃水以及其它含离子的 水的能力。
• 目前：超高吸水剂一般能吸蒸馏水为自 重的800—1000倍甚至于两千多倍。个 别报道可吸水5千倍。吸天然水，如江 河水为200—500倍。 • 吸地下自来水的能力还要低。吸含 0.09—0.1%的NaCl生理盐水只有50—80 倍。 • [2]保水能力 • 是指吸水后，其再失水情况；对这方面 能力的考察，根据用途不同，考察或检 测方法和指标也不同
• 再将淀粉丙烯腈接枝物用0.5N NaOH在95℃下 水解3h，再用乙醇沉淀过滤，干燥得吸水剂。 • ⑶方法的优缺点： OH OH • A. 特点：在 形成后， C H C
O
• 再接枝，去H形成羟基碳自由基，不能用偶氮 类引发剂，只能用过氧化氢（H2O2—Fe2+）引 发体系和Ce4+→Ce3+，后者效果最好。
二、超高吸水性材料的用途和国内外 研究概况： • 1、用途：用途很广，很有发展前途。 • 杂志《化工新型材料》1992.2报道， 超高吸水材料可用在卫生、医药、 土木、农林化妆等20个行业或领域， 制出130多种有关产品。其用量较大 的方面如下：
• ⑴农业、林业方面： • 土壤保墒、种子发芽、播种保苗、种子 营养器、改造沙漠；林业上：育苗、植 树、造林、无土栽培、贵重树木的移栽、 运输、可提高成活率。 • ⑵工业：日用化工、如：化妆品的增稠 剂、石油工业中的堵漏剂，干燥剂、水 泥制品养护剂。 • ⑶医学方面：吸水绑带，病床垫、吸汗 鞋垫、婴儿尿布、纸餐巾等。
• 一、超高吸水性材料的制备途径： • 按制备方法的不同，高吸水性材料可分为二 类，一类是由天然高分子改性的产物，另一 类是烯类单体共聚得到的。 • １、由淀粉接枝丙烯腈水解制高吸水剂。 • 我室在85年进行了这一课题的研究。 • 1984年有一农业科研部门去美国参观访问时 带回来一点样品，他们想找化工单位研制。 我们得到消息后，就立即检索资料，以 "Highly absorbent"为关键词，先检索CA（美 国化学文摘），根据文摘介绍的内容和原文 的来源，我们查到许多有关的专利文献和主 著论述，阅读文献后，分析和总结出超吸水 剂是按下路线制备。
第三章 超高吸水性材料
－超高吸水剂
第三章
超高吸水性材料－超高吸水剂
吸水材料在很早就出现了，并广泛使用，如，脱脂 棉、硅胶、海绵等，这些传统的吸水材料的吸水率只 有自身重的20-40倍左右，也就是说，每克吸水材料最 多只能吸水20-40克，这远不能满足人们的需要，并且 这些传统的吸水材料吸水后，一旦受到外力的作用 （如挤、压）就很易脱水，这是海绵等传统的吸水材 料的又一大弱点。为了解决工业、农业、医学等多方 面的此具体问题，人们开发了超高吸水性材料，它是 能吸收自重数百倍乃至上千倍水的树脂，并且有很好 的保水和贮水能力。
CH2=CH COONa
R
R
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH C=O COOCOONH CH2 NH COOC=O COOCH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
• • • • • • • •
⑵ 实施： 配方： 单体 (丙烯酸 20～25份） 碱 （ NaOH 5～10份） 调节剂（PVA 0.5～0.8） 引发剂 （NH4)2S2O4 0.01～0.1） 交联剂（CH2CCONH)2CH2 0.01~0.1) 以上组分加入反应并聚合、干燥、反应 温度为65℃较好。
C H2 O H O OH
-
O
OH C OH
O n
O
C C C C C
C C C
O
O Na
N
C C O Na
• ⑵实验方法： • 在2000ml的器口烧瓶中，加入50克玉米淀粉 （千重）和1250ml 水 ，加热至85~90℃，在 搅拌下糊化30min ，然后冷却至室温，在30℃ 的恒温水浴中通N2 20min后加入40ml 0.1N的 硝酸铈铵溶液[(NH4)2Ce(NO3)6],预氧化30min， 然后滴加75g蒸馏处理的丙烯腈，反应半小时， 再补加22.5ml (NH4)2Ce(NO3)6 溶液，再反应3 小时，用碱中和至PH=7，然后加入乙醇（或 甲醇）沉降产物，过滤，在60℃下真室干燥 得淀粉丙烯腈接枝物。
• 2、国内外研究概况： • 1969年美国农业部北方实验室Fanta等用 丙烯腈对淀粉接枝后水解，得到一种吸 水能力为自重数百倍的聚合物，从而开 发了一种新型高分子材料—高吸水性树 脂。 • 1974年N.W.Taylor等研究了淀粉接枝丙 烯腈水解物的性质和性能，发现它吸水 后是凝胶颗粒的堆积，有许多性质与聚 电解质不同，该超吸水剂由美国的Grafn processing Co研制成产品，1974年进入 市场，得到广泛地应用。