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第七章高吸水性树脂
1 概述
自古以来,吸水材料的任务一直是由纸、
棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等材料所承担
的。但这些材料的吸水能力通常很低,所吸水
量最多仅为自身重量的20倍左右,而且一旦受
到外力作用,则很容易脱水,保水性很差。
60年代末期,美国首先开发成功高吸水性
树脂。这是一种含有强亲水性基团并通常具有
一定交联度的高分子材料。它不溶于水和有机
溶剂,吸水能力可达自身重量的500~2000
倍,最高可达5000倍,吸水后立即溶胀为水凝
胶,有优良的保水性,即使受压也不易挤出。
吸收了水的树脂干燥后,吸水能力仍可恢复。
第七章高吸水性树脂
由于上述的奇特性能,高吸水性树脂引起
了人们较大的兴趣。问世 30多年来,发展极其
迅速,应用领域已经渗透到各行各业。如在石
油、化工、等部门中被用作堵水剂、脱水剂、
等;在医疗卫生部门中用作外用药膏的基材、
缓释性药剂、抗血栓材料等;在农业部门中用
作土壤改良剂等。在日常生活,用作吸水性抹
布、一次性尿布、插花材料等。
第七章高吸水性树脂
高吸水性树脂是一类高分子电解质。水中
盐类物质的存在会显著影响树脂的吸水能力,
在一定程度上限制了它的应用。提高高吸水性
树脂对含盐液体(如尿液,血液、肥料水等)
的吸收能力,将是今后高吸水性树脂研究工作
中的一个重要课题。此外,对高吸水性树脂吸
水机理的理论研究工作也将进一步开展,以指
导这一类功能高分子材料向更高水平发展。
第七章高吸水性树脂
2 高吸水性树脂的类型和制备方法
高吸水性树脂的类型
根据原料来源、亲水基团引入方法、交联
方法、产品形状等的不同,高吸水性树脂可有
多种分类方法,如表7—1所示。其中以原料来
源这一分类方法最为常用。按这种方法分类,
高吸水性树脂主要可分为淀粉类、纤维素类和
合成聚合物类三大类。下面分别介绍之。
第七章高吸水性树脂
表7—1 高吸水性树脂分类
分类方法
类别
按原料来源分类
淀粉类;
纤维素类;
合成聚合物类:聚丙烯酸盐系;
聚乙烯醇系;
聚氧乙烯系等。
按亲水基团引入方式分类
亲水单体直接聚合;
疏水性单体羧***化;
疏水性聚合物用亲水单体接枝;
***基、酯基水解。
第七章高吸水性树脂
第七章高吸水性树脂
按交联方法分类
用交联剂网状化反应;
自身交联网状化反应;
辐射交联;
在水溶性聚合物中引入疏水基团或结晶结构。
按产品形状分类
粉末状;
颗粒状;
薄片状;
纤维状。
淀粉类
淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。一
种是淀粉与丙烯***进行接枝反应后,用碱性化
合物水解引入亲水性基团的产物,由美国农业
部北方研究中心开发成功;另一类是淀粉与亲
水性单体(如丙烯酸、丙烯酰***等)接枝聚
合,然后用交联剂交联的产物,是由日本三洋
化成公司首开先河的。
第七章高吸水性树脂
淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来
源丰富,产品吸水倍率较高,通常都在千倍以
上。缺点是吸水后凝胶强度低,长期保水性
差,在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸
水、保水作用。
第七章高吸水性树脂
纤维素类
纤维素改性高吸水性树脂也有两种形式。
一种是纤维素与一***醋酸反应引入羧***后用
交联剂交联而成的产物;另一种是由纤维素与
亲水性单体接枝共聚产物。
纤维素改性高吸水性树脂的吸水倍率较
低,同时亦存在易受细菌的分解失去吸水、保
水能力的缺点。
第七章高吸水性树脂