下载文档原格式
第34卷第2期东 北 林 业 大 学 学 报Vol.34No.2 2006年3月JOURNAL OF NORT HE AST F ORESTRY UN I V ERSI TY Mar.2006高吸水树脂耐盐性的改进方法1)王 丹 商士斌 宋湛谦(中国林业科学研究院林产化学工业研究所,南京,210042) 摘 要 从高吸水性树脂的结构和吸水机理出发,结合Fl ory公式,探讨了影响高吸水树脂吸水性能的各种因素,尤其是外部盐溶液的影响,对改进高吸水树脂耐盐性的几种方法:如亲水基团多样化、引入长链疏水单体、选择合适的交联剂、制备互穿网络高吸水树脂、与其他成分复合等进行了重点阐述。
关键词 高吸水树脂;吸水机理;耐盐性分类号 T Q316.6I m prove m en t of Sa lt Tolerance for Super Absorben t Poly m ers/W ang Dan,Shang Shibin,Song Zhanqian(I nstitute ofChe m ical I ndustry of Forest Pr oducts,Chinese Acade my of Forestry,Nanjing210042,P.R.China)//Journal of NortheastForestry University.-2006,34(2).-95～97The fact ors influencing water abs or p ti on capacity of super abs orbent poly mers(S AP),es pecially the aqueous salt s o2 luti on,are discussed by Fl ory f or mula in ter m s of the structure and abs orbent mechanis m of S AP.Several methods for i m2p r oving salt t olerance of S AP are su mmarized,including diversificati on of hydr ophilic gr oup s,incor porati on with hydr opho2bic monomers with l ong2chain,choice f or p r oper cr oss2linking agents,inter penetrating poly merizati on,and combinati onwith other materials.Key words Super abs orbent poly mers;Abs orbent mechanis m;Salt t olerance 高吸水树脂(Superabs orbent Poly mers简称S AP)是指通过水合作用能迅速吸收自身质量几十倍乃至上千倍的液态水而呈凝胶状,且保水性好的一种轻度交联的高分子聚合物[1-2]。
高吸水树脂及其耐盐性研究摘要高吸水性树脂是一种新型高分子材料，在各行各业中都有广泛的应用，在实际应用中，高吸水树脂所吸的都是含盐的水，而盐对高吸水树脂的吸水率又有很大的影响，因此研究高吸水树脂的耐盐性有很大的实际意义，文章介绍了高吸水树脂的吸水机理，盐对高吸水树脂的影响及影响高吸水树脂耐盐性的因素，重点研究了耐盐性改进的几种方法，并对高吸水树脂的未来发展趋势做出展望。
关键词高吸水树脂；耐盐性；吸水率；吸水机理高吸水性树脂又称为超强吸水剂，是一种含有羧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。
与传统的吸水材料（如纸、棉、海绵等）相比，高吸水性树脂具有吸水容量大、吸水速度快、保水能力强等优越性能，广泛应用于农业、园林、建筑、涂料、石油化工医、疗卫生及环境保护等领域。
1高吸水树脂的吸水机理高吸水性树脂由于是一个交联的三维网络结构，所以其吸水过程是高聚物的溶胀过程，一个比较复杂的过程。
目前，较为通用的离子网络理论认为，高吸水树脂在水中，水分子氢键与高吸水树脂的亲水基团作用，离子型的亲水基团遇水开始离解，阴离子固定于高分子链上，阳离子为可移动离子，随着亲水基团的进一步离解，阴离子数目增多，离子间的静电斥力增大使树脂网络扩张，同时为了维护电中性，阳离子不能向外部溶剂扩散，导致可移动阳离子在树脂网络内的浓度增大，网络内外的渗透压随之增加，水分子进一步渗入。
随着吸水量的增大网络内外的离子浓度差逐渐减少，渗透压差趋于零，同时随着网络扩张其弹性收缩力也在增加，逐渐抵消阴离子的静电斥力，最终达到吸水平衡。
2盐对高吸水树脂吸水倍率的影响高吸水树脂吸水倍率受盐的影响很大，如吸收纯水可达400倍~600倍的聚丙烯酸盐系吸水树脂，吸自来水为250倍~350倍，生理盐水40倍~60倍，人工海水7倍~l0倍。
盐浓度越高其吸水倍率越低。
耐盐性可分为两个方面，即对钠盐，钾盐等碱金属盐的耐盐性（称作耐碱金属盐性）和对钙盐、镁盐，铝盐等多价金属盐的耐盐性（称为耐多价金属盐性）。
专论与综述我国高吸水性树脂的制备及性能研究进展杨晓玲(青岛化工学院化工系,山东青岛 266042) 摘 要:介绍了我国近20年来高吸水性树脂的研究情况。
关键词:高吸水性树脂;超强吸水树脂;接枝共聚物;吸水剂 中图分类号:T Q325 文献标识码:A 文章编号:1003-0840(2001)01-0016-04 近年来,一种新型的高分子材料以其优异的吸水性能和广阔的应用领域越来越受到人们的重视,并发展成为一个专门的科学领域,它就是高吸水性树脂,亦称超强吸水剂。
1 我国高吸水性树脂的制备研究 我国于80年代初开始进行高吸水性树脂的研究。
1982年中科院化学所的黄美玉等人[1]在国内最先合成出以二氧化硅为载体的聚- -巯丙基硅氧烷为引发剂,吸水能力为400倍的聚丙烯酸钠类高吸水性树脂,之后有关高吸水性树脂的专利和文献报道逐渐增多,在80年代后期已有20多个单位进行了开发工作,并有少数单位已进行生产。
90年代末我国已将其应用列为重大科技推广项目在农业方面应用。
如吉林省将其用于移植苗木,新疆、河南和甘肃等省用其改良土壤。
但由于目前高吸水性树脂的价格较高,至今收效甚微。
1.1 淀粉-丙烯腈接枝共聚 以淀粉-丙烯腈接枝共聚制备高吸水性树脂的单位有[2]:兰州大学、南开大学、上海大学、黑龙江科学院石化所、太原工业大学、湖北省化学研究所、海南师范学院、中科院长春应用化学所、宁夏计量研究所、中科院成都有机化学研究所、青岛化工学院[3]等。
制备实例[4]:将50g玉米淀粉与850m L蒸馏水调匀,加入三口烧瓶中,然后加入3g37%甲醛,水浴加热,搅拌成糊,冷却至室温,依次加入76g丙烯腈,14g硝酸铈铵溶液(1.25g硝酸铈铵用12.75 g1mo l・L-1硝酸溶解制得),搅拌均匀,用50%NaOH调至pH为7,通入氮气,在氮气保护下,至室温搅拌2h,加入200m L蒸馏水,水浴加热至82℃,保温搅拌20min,驱尽过量丙烯腈,加入100g 50%NaOH,升温至80～90℃,保温搅拌皂化2h,至出现淡黄色为止,用冰乙酸调pH至7,迅速加2000m L无水甲醇,搅拌下纯化,蒸出过量甲醇,冷却至室温,抽滤,于60℃真空干燥,制得的吸水树脂吸蒸馏水量为1650g・g-1,吸人工尿为130g・g-1。
高吸水性树脂生产工艺高吸水性树脂是一种具有优异吸水性能的新型材料，广泛应用于卫生产品、农业、环境工程等领域。
下面简要介绍高吸水性树脂的生产工艺。
首先，高吸水性树脂的生产工艺可以分为合成树脂和后处理两个步骤。
合成树脂的主要原料是丙烯酸酯和乙烯基醚单体，通过聚合反应合成交联型树脂颗粒。
这一步骤的关键是确定合适的反应温度、反应时间和反应助剂等条件，以确保树脂具有良好的吸水性能和稳定性。
接下来，合成的树脂颗粒需要进行后处理工艺。
首先是粉碎，将合成的树脂颗粒进行磨碎，以获得适当的颗粒大小。
然后是干燥，将粉碎后的树脂颗粒进行烘干，去除其中的水分。
干燥后的树脂颗粒需要进行筛分，以获得均匀的颗粒粒径。
最后是包装和贮存，将筛分后的树脂颗粒装入适当的包装中，并进行贮存，以保持其吸水性能。
在高吸水性树脂的生产过程中，需要注意以下几点。
首先是原料选择，应选用优质的丙烯酸酯和乙烯基醚单体，以确保树脂的质量。
其次是反应条件控制，应进行充分的实验研究，确定最佳的反应温度、反应时间和反应助剂用量等条件。
此外，需要对生产中的关键步骤进行严格的操作控制，以确保树脂的品质稳定性。
高吸水性树脂的生产工艺不断进步和创新，目前已经发展出了一些新的工艺方法，如微乳液聚合法、反相悬浮聚合法等。
这些新工艺方法可以提高树脂的吸水性能和稳定性，降低生产成本，有助于进一步发展和应用高吸水性树脂材料。
总之，高吸水性树脂的生产工艺是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的影响。
通过合理的原料选择、反应条件控制和严格的操作控制，可以获得优质的高吸水性树脂产品。
随着科技的不断进步，高吸水性树脂的生产工艺将会不断完善和提高，为各个领域的应用提供更多可能性。
101 高吸水性树脂的特点及性能高吸水性树脂的三维结构和亲水性基团使其具有很好的亲水特性，表现出很好的保水性和吸水性。
当高吸水性树脂吸收水分时，会膨胀成为一种水凝胶，即便是在压力作用下，水也很难从凝胶中分离出来[1]。
与传统的吸水材料相比较，高吸水性树脂的吸水速度更快，吸水量更多，能够达到其自身数量的百倍乃至千倍。
因此，高吸水性树脂被广泛应用于生理卫生用品、农林园艺以及医药等领域。
2 高吸水性树脂的种类2.1 淀粉类高吸水性树脂淀粉是一种广泛存在于植物中的天然高分子聚合物。
利用淀粉制备高吸水性树脂不仅能够降低生产成本，而且制备的高吸水性树脂具有较好的生物降解性。
淀粉类高吸水性树脂的主要合成方法是接枝共聚，淀粉在引发剂的作用下与乙烯类有机单体进行接枝共聚。
该反应主要利用偶氮类、过氧化物以及氧化还原类引发剂进行反应，在特殊的情况下也可采用辐射引发[2]。
吴瑞红[3]在采用过硫酸钾引发红薯淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚，实验结果表明，该高吸水性树脂具有较好的吸水性和耐盐性。
2.2 纤维素类高吸水性树脂纤维素的来源比较广泛，在市场上很容易获得，同时价格也比较便宜，在化学反应过程中自身的属性很容易发生改变。
因此，利用纤维素作为高吸水性树脂的原料也是一个重要的发展方向。
秦传高[4]在中以过硫酸钾为引发剂，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，麦秸秆纤维素和丙烯酸作为原料合成了高吸水性树脂，实验结果表明，该吸水性树脂对去离子水、自来水以及0.9%生理盐水的吸收率分别达到了322.7g/g、167.2g/g和30.6g/g。
2.3 合成树脂类高吸水性树脂合成树脂的发展起步比较晚，最开始是在日本及西方发达国家应用起来的。
目前，合成树脂类高吸水性树脂成为了主要的研究方向，其主要分为丙烯酸（盐）类、丙烯腈类以及聚乙烯醇类。
2.4 高吸水性树脂制备方法在使用高吸水性树脂时，由于对高吸水树脂的形貌、适用范围以及对其吸水能力的需求不尽相同，因此，在制作高吸水树脂时，要挑选针对性的合成工艺，其特性详见表1。
吸水树脂科学小实验设计方案及流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、实验目的本实验旨在探讨吸水树脂的特性,了解其吸收水分的机理,并设计制作简单的吸水装置,以加深对该材料的认识。
高吸水性树脂的合成与性能研究摘要：高吸水性树脂是一类具有出色吸水性能的材料，正在广泛应用于许多领域，如卫生用品、农业、环境保护等。
本文旨在探讨高吸水性树脂的合成方法、性能及其在各个领域中的应用。
引言：随着科技的进步和人们对环境保护意识的提高，对高吸水性树脂这类具有独特性能的材料的需求不断增加。
高吸水性树脂能够吸收和保持大量的水分，具有较高的保水能力和稳定的化学性质。
因此，研究高吸水性树脂的合成方法和性能不仅对于材料科学的发展具有重要意义，也在实际应用中具有广泛的前景。
一、高吸水性树脂的合成方法高吸水性树脂的合成方法主要分为物理交联法和化学交联法两种方式。
1. 物理交联法物理交联法是通过聚合物间的相互作用力实现高吸水性树脂的制备。
其中，主要方法有自组装法、热交联法和辐射交联法等。
自组装法是将聚合物在适当的条件下，通过自身的分子间作用力形成交联结构的方法。
热交联法是通过热处理使聚合物颗粒之间产生交联结构的方法。
而辐射交联法则是通过辐射照射聚合物体系来形成交联结构。
2. 化学交联法化学交联法是通过在聚合物分子中引入交联剂进行交联反应来制备高吸水性树脂。
常用的交联剂有环氧化合物、异氰酸酯、有机过氧化物等。
化学交联法制备的高吸水性树脂具有较高的交联度和保水性能，但交联反应的控制较为复杂，合成条件较为苛刻。
二、高吸水性树脂的性能1. 吸水性能高吸水性树脂的主要性能之一是其出色的吸水性能。
当高吸水性树脂接触水分时，吸水性能会受到许多因素的影响，如温度、pH值、离子浓度等。
研究表明，高吸水性树脂的吸水性能与其交联度、孔隙率以及聚合物链的结构等有关。
2. 保水性能高吸水性树脂的保水性能是指其在吸收水分后能够保持水分，并不容易释放出来。
保水性能的好坏对于许多应用领域来说非常重要，如农业中的土壤保水、卫生用品中的液体吸收等。
许多研究表明，高吸水性树脂的保水性能与其交联度、孔隙率及分子链的结构有关。
3. 生物相容性高吸水性树脂在医学领域应用中的生物相容性是一个重要的考虑因素。
第23卷第6期河北工业科技V ol.23,No.6 2006年11月H ebei Jour nal of Industr ial Science and T echno log y N ov.2006文章编号:1008 1534(2006)06 0364 03高吸水性树脂的合成、性能及应用冯 薇1,葛艳蕊1,张林雅1,张炳烛2,王春芳1(1.河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;2.河北科技大学科研处,河北石家庄 050018)摘 要:综述了高吸水性树脂的吸水、保水原理及其分类情况,讨论了高吸水性树脂的合成方法,如溶液聚合法、反相乳液聚合法及反相悬浮聚合法等,简述了高吸水性树脂的应用现状和今后发展前景。
关键词:高吸水性树脂;吸水性;保水性;应用中图分类号:T Q326 文献标识码:ASynthesis,performance and application of super absorbent resin FENG Wei1,GE Yan rui1,ZH AN G Lin y a1,ZH ANG Bing zhu2,WANG Chun fang1(1.Colleg e of Chemical and P har maceutical Engineering,Hebei U niv ersity of Science and T echnolog y,Shijiazhuang H ebei 050018,China;2.Science and T echnolog y Office,H ebei U niv ersity o f Science and T echno lo gy,Shijiazhuang H ebei050018, China)Abstract:T he pr inciple of absor bing w ater and keeping up water o f super abso rbent r esins(SAR)and the classificatio n o f SAR w ere summarized.M ethods fo r prepa ratio n of SA R,such as liquor polymer ization,inver se phase emulsio n polymerization and inverse phase suspend polymer izat ion wer e rev iewed.T he applications and develo pment o f those r esins w ere also put fo r w ard.Key words:super abso rbent resin;the perfor mance o f absor bing w ater;the perfo rmance of keeping up w ater;a pplicat ion高吸水性树脂(Super A bsorbent Resin,简称SAR)是一种典型的功能高分子材料,也称超级吸水聚合物、超强吸水剂等,它能迅速吸收和保持自身质量几百倍甚至上千倍的水分。
