高吸水性树脂_SAP_现状及发展趋势分析_张丽
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1.总论1.1项目由来高吸水性树脂(SAP)在建筑、农业、医药、保鲜、电子工业、日用化工等方面有十分广泛的用途,如可用于卫生用品、土壤改良、园艺用品、食品包装、电缆线防水等等。
目前主要用于卫生用品如婴儿尿布(裤)、成人失禁尿垫、妇女卫生棉的生产等,且需求量越来越大。
鉴于目前我国大陆有数家小规模高吸水性树脂生产企业,但尚无万吨级及以上生产装置,且技术落后,成本高,质量低,达不到卫生标准,同时原料丙烯酸需进口,故不具备竞争力,因而国内大陆所需高吸水性树脂产品绝大部分依赖进口,预计今后需求量每年增加,预计到2013年,全国对SAP产品的需求量将达到7万吨左右。
建设SAP 项目可填补国内空白,替代进口,更可发展出口,为企业创造良好的经济效应。
因此,xxxxxx塑胶工业股份有限公司拟独资建设年产3万吨高吸水性树脂,主要原材料丙烯酸系该集团xx丙烯酸酯(xxxxxx)有限公司AE厂供应。
xxxxxx企业之一的xxxxxx塑胶工业(开曼)有限公司是在xxxxxx 经济技术开发区内的xx工业园区内投资设立。
xxxx树脂(xxxxxx)有限公司是由xxxxxx塑胶工业(开曼)有限公司根据“中华人民共和国外资企业法”和中国其他有关法规,在xxxxxx经济开发区设立的台商独资企业,于2005年7月成立;项目总投资额为2307.7万美元,注册资本为930万美元(于2008年8月28日经批准增资为1930万美元);该3万吨项目已经在2008年1月建设完工,并于2008年2月份进入试运行阶段;该项目于2011年进行了技改,生产能力从3万吨提升到了4.5万吨,并于2012年4月23日取得了xxxxxx市环境保护局关于该项目试生产的复函。
目前该公司已生产运行四年多,由于该公司在生产过程中可能存在粉尘、毒物、物理因素等职业病危害因素,根据《中华人民共和国职业病防治法》、《建设项目职业病危害分类管理办法》和《作业场所职业健康监督管理暂行规定》等国家法律、法规、规范和相关标准,xxxx树脂(xxxxxx)有限公司委托xxxx股份有限公司对该公司目前生产过程中存在的职业病危害因素进行职业病危害现状评价。
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。
如果将刚出土的苗木用高吸水性树脂的水凝胶液进行保水处理,其成活率可显著提高。
有人做过山茶花、珊瑚树的移植试验。
收稿日期:2009—07—16作者简介:沈朴(1981—),男,陕西府谷人,助教,从事化学工程与工艺教学与研究。
E -mail:shenpu32@s ohu .co m高吸水性树脂的发展、结构及吸水理论研究现状沈 朴(榆林学院化学与化学工程学院,陕西榆林719000)摘 要:高吸水树脂是一种新型功能高分子材料,由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。
介绍了高吸水树脂的发展、结构以及吸水理论,并对目前的研究现状进行了分析。
关键词:高吸水树脂;结构;吸水机理中图分类号:T Q324.8 文献标识码:A 文章编号:1008-3871(2010)02-0053-03 高吸水性树脂(Super Abs othent Poly mer,简称S AP ),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。
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 高吸水树脂的发展1.1国外发展概况 上世纪50年代前,人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物,如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。
50年代,科学家通过大量实验研究,建立了高分子吸水理论,称为Fl ory 吸水理论,为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。
高吸水性树脂的发展是从1961年美国农业部北方研究所C .R.Russen 和GF .Fanta 等人将淀粉接枝于丙烯睛研究开始的。
之后GF .Fanta 等继续研究,1966年首先发表文章指出:淀粉衍生物吸水性树脂具有优越的吸水能力,吸水后形成的凝胶体保水性很强,即使加压也不与水分离,同时具有吸湿放湿性。
目录摘要 (2)关键词 (2)一、高吸水性树脂概述 (2)1、高吸水性树脂基本概念 (2)2、高吸水性树脂特性 (3)二、高吸水性树脂的研究进展 (3)1、国际研究进展 (3)2、国内研究进展 (4)三、高吸水性树脂的吸水机理 (5)1、吸水机理基本概况 (5)2、影响树脂吸水性的因素 (5)四、高吸水性树脂的制备 (6)1、本体聚合法 (7)2、反相乳液聚合法 (7)3、水溶液聚合法 (7)4、反相悬浮聚合法 (7)5、互穿聚合物网络聚合法 (8)五、高吸水性树脂的应用 (8)1、在农业与园艺方面的应用 (8)2、在医用、卫生方面的应用 (8)3、在工业方面的应用 (9)4、在建筑方面的应用 (9)六、高吸水性树脂的发展趋势 (9)1、高性能化 (9)2、复合材料化 (10)3、功能化 (10)4、可降解性 (10)附(Personal Views) (11)摘要高吸水性树脂又称高分子吸水材料(SAP),是一种含有羧基、羟基等强亲水基团,并具有一定交联网络结构的高分子聚合物,是一类新型的功能高分子材料,具有吸水量大和保水性强两大特点。
高吸水性树脂以其优越的性能,广泛应用于农林业生产、医疗卫生、建筑材料、交通运输等诸多领域,并发挥巨大作用。
随社会需求增加以及社会工业发展方向,其研究的趋势也随之向低成本、高产量、高吸水率、多功能化和环保化发展。
关键词吸水树脂研究进展吸水机理制备方法发展趋势实际应用一、高吸水性树脂概述1、高吸水性树脂基本概念高吸水性树脂(英文名为Super Absorbent Resin,简写为SAR),或者称为高吸水性聚合物(英文名为Super Absorbent Polymer,简写为SAP),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。
2、高吸水性树脂特性(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。
高吸水树脂的发展与应用摘要:高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料,由于它具有很强的吸水性和优良的保水性,近年来,高吸水性树脂的开发在我国发展较快。
在工业、农林、园艺及日常生活等方面具有广阔的应用前景。
介绍了高吸水树脂的研究状况、应用现状、发展现状及其在各方面的应用,并讨论了改进高吸水树脂性能的方法以及目前的主要研究趋势,并对对今后的研究发展进行了展望并提出建议。
关键词:高吸水树脂;现状;应用;发展一、高吸水树脂1、高吸水性树脂的定义高吸水树脂 (super —absorbent Polymer,简称SAP),是一种出现与2O世纪60年代的一种经适度交联的具有三维网络结构的新型功能高分子材料。
由于该材料分子中含有大量的羧基、羟基等强亲水性基团而具有高分子电解质的分子扩张性能。
同时,由于微交联三维网络结构阻碍了分子的进一步扩张,使得分子在水中只溶胀不溶解,具有奇特的吸水和保水能力,它能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水,并有很强的保水能力,已经被广泛应用于农林、园艺、工业、医疗、环保等各个领域。
2、高吸水树脂的特点(1)吸水量高常用的吸水材料海绵等吸水能力为自身重量20倍左右,而淀粉类树脂可吸收自身重量的数百千倍的水。
(2)保水性好普通吸水材料吸水后,受到压力,易放出水,但高吸水性树脂受压,水不容易从树脂中放出来,也就是说它在外加压力下仍具有良好的保水性。
(3)热稳定性好不同吸水树脂,有不同的热稳定性。
淀粉类在150度加热1h,开始变黑,吸水能力下降,如把高吸水树脂储存在密封容器中,可储存3-4h,其吸水能力不变。
(4)增稠性高吸水性树脂吸水后呈水凝状,比普通水溶性的更高的黏度,明显的增稠效果。
3、高吸水树脂的分类(1)淀粉类淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。
与淀粉进行接枝共聚应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。
目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。
文献综述一、高吸水性树脂1.高吸水性树脂定义高吸水性树脂(Super Absorbent Resin )简称SAR,又称高吸水性聚合物(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。
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。
2.高吸水性树脂分类⑴淀粉类淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。
与淀粉进行接枝共聚反应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。
目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。
例如:淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸化淀粉、淀粉磺酸盐等。
⑵纤维素系类由于淀粉系高吸水性树脂的出现,人想到用纤维素为原料制备高吸水树脂。
纤维素原料来源广泛,能与多种低分子反应,是近十年来高吸水树脂发展的一个方面。
例如:纤维素接枝、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。
⑶合成树脂系它的种类很多,且随着研究的深入,也越来越多。
例如:聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类。
⑷有机-无机复合高吸水性树脂20世纪80年代Pandurange等将高吸水性树脂与其他材料复合,发现可以有效地改善其耐盐性、凝胶强度、热稳定性和保水性等性能。
因此,有机-无机复合材料能得到迅速的发展,并在高吸水性树脂领域占据了重要位置。
3.高吸水性树脂的特点⑴吸水量高常用的吸水材料如棉花、海绵、纸等其吸水能力为自身重量的20倍左右的材料,而淀粉高吸水树脂可吸收自身重量的数百倍至数千倍的水,最高可达5300倍。
⑵保水性好普通吸水性材料吸水后,受到压力容易放出水,但高吸水性树脂受压时,水不容易从树脂中放出来,也就是说高吸水性树脂在加外压的情况下仍然具有良好的保水性。
高吸水树脂预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制高吸水树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一种新型功能高分子材料。
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。
因此,它在个人卫生用品、工农业生产、土木建筑等各个领域都有广泛用途。
高吸水树脂是一类含有亲水基团和交联结构的大分子,最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。
按原料划分,有淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)几大类。
其中聚丙烯酸系高吸水树脂较淀粉系及纤维素系相比,具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、吸水能力强、产品保质期长等一系列优点,成为当前该领域的研究热点。
目前世界高吸水树脂生产中,聚丙烯酸系占到80%。
(天然性)高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。
吸水前,高分子链相互靠拢缠在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固。
与水接触时,水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中,链上的电离基团在水中电离。
由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。
由于电中性要求,反离子不能迁移到树脂外部,树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。
水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中,形成水凝胶。
同时,树脂本身的交联网状结构及氢键作用,又限制了凝胶的无限膨胀。
当水中含有少量盐类时,反渗透压降低,同时由于反离子的屏蔽作用,使高分子链收缩,导致树脂的吸水能力大大下降。
通常,高吸水树脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去离子水中的1/10左右。
吸水和保水是一个问题的两个方面,林润雄等对此进行了热力学探讨。
在一定温度和压力下,高吸水树脂能自发地吸水,水进入树脂中,使整个体系的自由焓降低,直到平衡。
高吸水树脂的结构特点一、引言高吸水树脂是一种具有优异吸水性能的新型高分子材料,广泛应用于医疗、卫生、环保、农业等领域。
本文将从结构特点方面对高吸水树脂进行详细介绍。
二、高吸水树脂的定义及分类1. 高吸水树脂的定义:高吸水树脂是一种具有超强吸水性能的聚合物,其在水中可迅速膨胀形成凝胶体。
2. 高吸水树脂的分类:按照不同的化学结构和用途,高吸水树脂可以分为聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸钠类、聚乙烯酰胺类等多种类型。
三、高吸水树脂的结构特点1. 化学结构:高吸水树脂主要由交联聚合物组成,其中含有大量的亲水基团。
常见的亲水基团包括羧酸基和羟基等。
2. 物理结构:高吸水树脂具有三维网状结构,形成了许多微孔和微通道。
这种结构使得高吸水树脂具有极强的吸水性能和保水性能。
3. 形态结构:高吸水树脂通常呈现为白色或淡黄色的颗粒状物质,大小和形态不一。
四、高吸水树脂的应用1. 医疗领域:高吸水树脂可用于医用敷料、止血剂、消毒剂等方面,具有良好的止血和消毒效果。
2. 卫生领域:高吸水树脂可制成卫生巾、尿不湿等产品,提高了产品的舒适度和使用寿命。
3. 环保领域:高吸水树脂可作为土壤保墒剂、植物生长调节剂等,具有良好的保水性能和调节作用。
4. 农业领域:高吸水树脂可作为农业保墒材料、植物营养液载体等,提高了农作物产量和品质。
五、高吸水树脂的优缺点1. 优点:(1)极强的吸水性能;(2)良好的保水性能;(3)可降解性好,对环境无污染。
2. 缺点:(1)价格较高;(2)易受温度和压力影响。
六、高吸水树脂的发展趋势1. 多元化发展:高吸水树脂将逐渐向多领域、多功能方向发展,扩大其应用范围。
2. 绿色化发展:高吸水树脂将逐渐朝着绿色环保方向发展,开发出更加环保的产品。
3. 降低成本:高吸水树脂将逐渐降低成本,提高其市场竞争力。
七、结论高吸水树脂是一种具有广泛应用前景的新型材料,其结构特点决定了其优异的性能。
未来,随着科技的不断进步和需求的不断增加,高吸水树脂必将得到更广泛的应用和推广。
高吸水性树脂简介高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物简写为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.同时 ,高吸水性树脂可循环使用.因此 ,越来越受到人们的关注.目前 ,超强吸水树脂已在工业,农业,林业,卫生用品等领域中得到广泛应用 ,并显示出更为广阔的发展前景.1. SAR的结构与吸水机理1.1 SAR的交联网络结构SAR 与传统的吸水材料不同,它可以吸收比自身重几百倍甚至几千倍的水.在处于吸水状态时其保水性好,在压力下水也不会从中溢出.而传统的吸水材料只能吸收自身重量的20倍的水.树脂的高吸水性主要与它的化学结构和聚集态中极性基团的分散状态有关,它具有低交联度亲水性的三维空间网络结构.它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.吸水前,高分子链相互缠绕在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固度;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移动离子对,它们是由高分子电解质离子组成的.1.2 SAR的吸水机理关于SAR的吸水机理存在不同的说法.其中有两种占主要地位,金益芬等认为SAR吸水有3个原动力:水润湿,毛细管效应和渗透压.高吸水能力主要由这3个方面的因素决定.水润湿是所有物质吸水的必要条件,聚合物对水的亲和力大,必须含有多个亲水基团;毛细管效应的作用则是让水容易迅速地扩散到聚合物中去;渗透压可以使水通过毛细管扩散,渗透到聚合物内部或者渗透压以水连续向稀释聚合物固有的电解质浓度方向发动.刘廷栋等[2]则认为当水与高分子表面接触时主要有 3 种相互作用:一是水分子与高分子电负性强的氧原子形成氢键;二是水分子与疏水基团相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用.上述两种理论虽然表述不相同,但二者的理论都是建立在高吸水聚合物的主体网络结构基础之上的,实质是相同的。
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。