高吸水树脂及其耐盐性研究

高吸水性树脂的耐盐性与凝胶强度改善的研究张健;孙民伟;张乐;谢续明;杨勇【期刊名称】《石油化工》【年(卷),期】2002(031)012【摘要】采用丙烯酰氯对蒙脱土进行化学改性,然后以丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和改性蒙脱土为原料,聚乙二醇双丙烯酸酯为交联剂,制备了耐盐性和凝胶强度显著改善的新型高吸水性树脂.通过红外光谱和X射线衍射分析了改性蒙脱土.考察了在盐水中吸水树脂的吸水速率、原料组成、NaCl浓度、温度和贮藏时间等因素对吸水性能的影响,以及压缩膜量与原料组成间的关系.【总页数】4页(P994-997)【作者】张健;孙民伟;张乐;谢续明;杨勇【作者单位】清华大学化学工程系高分子研究所,北京100084;清华大学化学工程系高分子研究所,北京100084;清华大学化学工程系高分子研究所,北京100084;清华大学化学工程系高分子研究所,北京100084;天津大港油田钻采院材料所,天津300280【正文语种】中文【中图分类】O632.51【相关文献】1.高吸水性树脂型混凝土内养护剂制备及耐盐性研究 [J], 王振华;王磊;张守祺;赵志超;赵虎奎2.耐盐性高吸水性树脂的制备及性能研究 [J], 黄帮裕;杜建军;尹国强;王新爱;卢其明3.耐盐性丙烯酸-可溶性淀粉-腐植酸高吸水性树脂的紫外光引发聚合及其性能研究[J], 买买提江·依米提;斯玛伊力·克热木;司马义·努尔拉4.互穿网络耐盐性高吸水性树脂的紫外光聚合及性能研究 [J], 斯玛伊力·克热木;买买提江·依米提;司马义·努尔拉 ;米红宇5.耐盐性聚丙烯酸硅藻土复合高吸水性树脂的制备及性能研究 [J], 王永鹏;刘梦竹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高吸水性树脂的性能及应用叶良隐 02300021[摘 要]综述了高吸水树脂的制备、结构及吸水机理，介绍了高吸水树脂在各方面的应用，并提出了目前的主要研究趋势。

[关键词]高吸水树脂；吸水机理；发展；制备；应用。

高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(SuperabsorbentPolymers ),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]。

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[2]。

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程度；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[3]。

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[3]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（如—OH，—COOH等）；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。

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。

高吸水性树脂在水环境修复中的应用研究1. 引言水环境的污染问题日益严重，给生态环境和人类健康带来了严重威胁。

水环境修复成为了一项重要的研究领域，其中高吸水性树脂作为一种新兴材料，在水环境修复中具有广泛的应用前景。

本文将介绍高吸水性树脂的定义、性质，分析其在水环境修复中的应用研究，并探讨其存在的问题及未来发展方向。

2. 高吸水性树脂概述高吸水性树脂，即超高分子量聚合物，是一种由交联聚合物组成的网络结构材料，具有极高的吸水性能。

其特点包括吸水能力强、保水性好、水分释放稳定等。

高吸水性树脂通常可通过聚合物络合、交链聚合等方法制备得到。

最常见的高吸水性树脂是聚丙烯酸钠（PAA-Na）和聚丙烯酰胺（PAAm）。

高吸水性树脂在水环境修复中的应用主要基于其出色的吸附吸水性能。

3. 3.1 污染物吸附高吸水性树脂具有很大的吸附能力，可以吸附水中的有机污染物、重金属离子等有害物质。

研究表明，高吸水性树脂与水中污染物之间存在着强大的吸附力和离子交换能力，能够有效地将污染物吸附在其表面，从而达到净化水质的目的。

此外，在修复水环境中的化学污染时，高吸水性树脂可通过吸附污染物，还能在吸附过程中有效地降解有机污染物，提高水质的净化效果。

3.2 底泥固化底泥污染是水环境修复的一大难题，传统的底泥修复方法操作复杂、效果不佳。

高吸水性树脂作为一种优势材料，在底泥固化修复中具有广大的应用前景。

高吸水性树脂能够将底泥中的重金属离子与有机物捕获并固定，有效地降低污染物的释放情况，减少对水体的再次污染，同时能够改善底泥物理性质，提高底泥的稳定性。

3.3 沉降促进高吸水性树脂在水环境修复中还可以发挥沉降促进的作用。

污水处理过程中，水中悬浮固体颗粒往往难以完全沉降，造成水质无法达到要求。

使用高吸水性树脂可实现污水中悬浮物的快速沉降，使固体颗粒与树脂发生亲和，形成固体颗粒-树脂复合物，从而快速沉降，提高污水的澄清度。

这种方法能够减少污水处理过程中的能耗和占地面积，提高处理效果和运行效率。

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。