高吸水性樹脂課件

高吸水性樹脂材料組員：徐敏珊30320082200068薛娜30320082200071許國云30320082200070姜玲30320082200023鐘鳳容30320082200094莊靜雯30320082200097SuperAbsorbentPolymer高吸水性樹脂材料組員：SuperAbsorbentPol1

高分子化學(xué)小組報告

目錄

報告摘要1應(yīng)用前景2吸水原理3制備方法

4高分子化學(xué)小組報告2

高親水性樹脂一、報告摘要高吸水性樹脂是一種新型的功能高分子材料,由于它能吸收自身質(zhì)量幾百至上千倍的水,且吸水膨脹后生成的凝膠具有優(yōu)良的保水性。因而在生理衛(wèi)生用品、土木建筑、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。淀粉系高吸水性材料，主要是指以淀粉為骨架，通過與其他單體接枝共聚形成的一類高分子材料。目前纖維素系高吸水性材料發(fā)展迅速，產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，已成為高吸水性材料的主要產(chǎn)品之一。本報告介紹了高吸水性樹脂的應(yīng)用前景、吸水機(jī)理以及制備方法,并對高吸水性樹脂的存在的一些不足及可發(fā)展方向進(jìn)行概述。高親水性樹脂一、報3高親水性樹脂

二、應(yīng)用前景12環(huán)境保護(hù)方面：尤其是在氣溶膠沉降方面,將高分子吸水材料應(yīng)用在礦山企業(yè)路面抑制較大顆粒塵埃以及空氣凈化。3勞保防護(hù)用品：高吸水性材料在添加顏料后,可用于制作軍服、消防服、防化服、手套等用品，可獲得很好的收汗效果。家居裝修、裝飾：通過合理使用高吸水性材料,達(dá)到有效調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境,降低能耗的目的。高親水性樹脂二4SAP的用途廣泛:女性衛(wèi)生用品醫(yī)用吸水膠布用途超強(qiáng)吸水高分子材料SAP的用途廣泛:女性衛(wèi)生用品醫(yī)用吸水膠布用途超強(qiáng)吸水高分子5用途植物養(yǎng)護(hù)泥各式吸潮劑超強(qiáng)吸水高分子材料用途植物養(yǎng)護(hù)泥各式吸潮劑超強(qiáng)吸水高分子材料6高親水性樹脂

三、吸水原理.階段1

階段2階段3較慢。通過毛細(xì)管吸附和分散作用吸水。隨著吸水量的增大,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓差趨向于零;而網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張的同時,其彈性收縮力也在增加,逐漸抵消陰離子的靜電排斥,最終達(dá)到吸水平衡。水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團(tuán)作用,親水基團(tuán)離解,

離子之間的靜電排斥力使樹脂的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。高親水性樹脂三、吸水原7CompanyLogo網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓，水分進(jìn)一步滲入高親水性樹脂

三、吸水原理

H2O（外）交聯(lián)點（內(nèi)）吸水劑微球吸水過程的體積變化示意圖

CompanyLo8SAP合成高分子系淀粉系纖維素系高吸水性樹脂

四、制備

分類SAP合成高分子系淀粉系纖維素系高吸水性樹脂9高親水性樹脂淀粉系超高吸水高分子材料直鏈淀粉支鏈淀粉淀粉結(jié)構(gòu)超強(qiáng)吸水劑的研究起源于淀粉系高親水性樹脂淀粉系超高吸水高分子材料直鏈淀粉支鏈淀粉淀粉結(jié)構(gòu)10通過化學(xué)或高能射線輻照方法活化淀粉大分子，使所希望的低聚物成為一個“支鏈狀”接到淀粉大分子上。接枝變性淀粉的結(jié)構(gòu)與原淀粉有較大差異，不僅具有淀粉的主鏈結(jié)構(gòu)，還具有一定聚合度接枝支鏈結(jié)構(gòu)，此為第三代變性淀粉.

淀粉的接枝共聚是通過自由基反應(yīng)來實現(xiàn)的。常用引發(fā)劑：硫酸亞鐵胺、過硫酸銨、雙氧水、硝酸鈰鹽等

高親水性樹脂接枝淀粉高親水性樹脂接枝淀粉11合成系---淀粉接枝聚合反應(yīng)常為3個階段第一階段

鏈的引發(fā)

第一步先在淀粉鏈上形成自由基

第二步由自由基引發(fā)單體以硝酸鈰銨引發(fā)劑為例：高親水性樹脂合成系---淀粉接枝聚合反應(yīng)常為3個階段高親水性樹脂12高親水性樹脂若用M表示人工高分子單體，在與具有自由基的淀粉相遇時，產(chǎn)生接枝反應(yīng)：例如：M為丙烯酸或丙烯腈高親水性樹脂13高親水性樹脂第二階段為鏈增長階段

由于自由基的轉(zhuǎn)移使支鏈端部一直保留自由基，因此鏈?zhǔn)椒磻?yīng)得以繼續(xù)下去。這樣就形成了n個單體聚合成的側(cè)鏈。高親水性樹脂第二階段為鏈增長階段14高親水性樹脂第三階段為鏈的終止

隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，支鏈數(shù)目及其長度不斷增加。單體濃度不斷降低，自由基相互碰頭的機(jī)會也越來越多，增長的活性鏈頭端有單獨電子，當(dāng)兩個自由基相遇時，單獨電子消失而使鏈終止。高親水性樹脂第三階段為鏈的終止15淀粉－聚丙烯酸鈉接枝聚合物模型圖微觀結(jié)構(gòu)多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)淀粉－聚丙烯酸鈉接枝聚合物模型圖微觀結(jié)構(gòu)多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)16原料糊化通氮凈化硝酸鈰胺硝酸丙烯腈氫氧化鈉溶液離心中和產(chǎn)品粉碎淀粉與丙稀腈制造實例調(diào)PH干燥原料糊化通氮凈化硝酸鈰胺硝酸丙烯腈氫氧化鈉溶液離心中和產(chǎn)品粉17纖維素結(jié)構(gòu)纖維素系超高吸水高分子高吸水性樹脂纖維素結(jié)構(gòu)纖維素系超高吸水高分子高吸水性樹脂18纖維素改性高吸水性樹脂的兩種形式一種是纖維素與一氯醋酸反應(yīng)引入羧甲基后用交聯(lián)劑交聯(lián)而成的產(chǎn)物；另一種是由纖維素與親水性單體接枝共聚產(chǎn)物。纖維素改性高吸水性樹脂的吸水倍率較低，同時亦存在易受細(xì)菌的分解失去吸水、保水能力的缺點。纖維素改性高吸水性樹脂的兩種形式19纖維素接枝共聚反應(yīng)過程高吸水性樹脂纖維素接枝共聚反應(yīng)過程高吸水性樹脂20高吸水性樹脂高吸水性樹脂21高吸水性樹脂類別

合成系高親水性樹脂制備聚丙烯酸鹽類聚丙烯腈水解物醋酸乙烯酯共聚物改性聚乙烯醇類

高吸水性樹脂類別合成系高親水性聚丙烯酸鹽類聚丙烯22（1）聚丙烯酸鹽類目前生產(chǎn)最多的一類合成高吸水性樹脂，由丙烯酸或其鹽類與具有二官能度的單體共聚而成。制備方法有溶液聚合后干燥粉碎和懸浮聚合兩種。吸水倍率較高，一般均在千倍以上。合成系高吸水性樹脂（1）聚丙烯酸鹽類合成系高吸水性樹脂23（2）聚丙烯腈水解物將聚丙烯腈用堿性化合物水解，再經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)，即得高吸水性樹脂。如將廢晴綸絲水解后用氫氧化鈉交聯(lián)的產(chǎn)物即為此類。由于氰基的水解不易徹底，產(chǎn)品中親水基團(tuán)含量較低，故吸水倍率不太高，一般在500～1000倍左右。合成系高吸水性樹脂（2）聚丙烯腈水解物合成系高吸水性樹脂24（3）醋酸乙烯酯共聚物將醋酸乙烯酯與丙烯酸甲酯進(jìn)行共聚，然后將產(chǎn)物用堿水解后得到乙烯醇與丙烯酸鹽的共聚物，不加交聯(lián)劑即可成為不溶于水的高吸水性樹酯。在吸水后有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用范圍較廣。合成系高吸水性樹脂（3）醋酸乙烯酯共聚物合成系高吸水性樹脂25合成系高親水性樹脂（4）改性聚乙烯醇類由聚乙烯醇與環(huán)狀酸酐反應(yīng)而成，不需外加交聯(lián)劑即可成為不溶于水的產(chǎn)物。由日本可樂麗公司首先開發(fā)成功，吸水倍率為150～400倍，雖吸水能力較低，但初期吸水速度較快，耐熱性和保水性都較好，故是一類適用面較廣的高吸水性樹脂。合成系高親水性樹脂26區(qū)別與聯(lián)系

淀粉系纖維素系合成系價格低廉、生物降解性能好抗霉解性優(yōu)工藝簡單，吸水、保水能力強(qiáng)吸水速度較快耐水解，吸水后凝膠強(qiáng)度大，保水性強(qiáng).抗菌性好.但可降解性差.適用于工業(yè)生產(chǎn)缺點

合成工藝復(fù)雜，易腐敗，耐熱性不佳，吸水后凝膠強(qiáng)度低，長期保水性差，耐水解性較差。優(yōu)點

儲量豐富，可不斷再生，成本低;無毒且能微生物分解，可減少對環(huán)境的污染。共同點

均是葡萄糖的多聚體，可以采用相類似的單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑進(jìn)行吸水樹脂的制備淀粉系纖維素系合成系價格低廉、生27CompanyLogo存在問題與發(fā)展方向

目前,

國內(nèi)吸水性材料仍面臨種類少,

成本高的問題,

使得其應(yīng)用范圍受到限制。結(jié)合該材料的特點和我國的具體狀況,高吸水性材料應(yīng)該著重向以下幾