高吸水性高分子材料

高吸水性高分子材料高吸水性樹(shù)脂高吸水性樹(shù)脂是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種含有強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的功能性高分子材料。以往使用的吸水材料，如紙、棉、麻等吸水能力只有自身重量的15—40倍(指去離子水)，保水能力也相當(dāng)差。而高吸水性高分子樹(shù)脂不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，能吸收數(shù)百倍至數(shù)干倍于自身重量的水，而且保水性強(qiáng)，即使加壓水也不會(huì)被擠出，近年來(lái)，高吸水性樹(shù)脂的工業(yè)生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大，并廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)左、建筑材料、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及食品工業(yè)。一、高吸水性樹(shù)脂的分類(lèi)及制備高吸水性樹(shù)脂種類(lèi)很多，可以從不同角度進(jìn)行劃分。如按親水性分類(lèi)，按交聯(lián)方法分類(lèi)，按制品形態(tài)分類(lèi)等，從合成反應(yīng)類(lèi)型的角度可分為接枝共聚、羥甲基化及水溶性高分子交聯(lián)三種。但一般最常見(jiàn)的是按原料組成分類(lèi)：有天然高分子類(lèi)及合成樹(shù)脂類(lèi)。天然類(lèi)改性淀粉，纖維素，殼聚糖合成類(lèi)1．聚丙烯酸系樹(shù)脂2．聚丙烯晴系樹(shù)脂。3．聚乙烯醇系樹(shù)脂。4．聚環(huán)氧乙烷系樹(shù)脂。5．其它非離子型合成樹(shù)脂。(一)淀粉類(lèi)1。淀粉接枝共聚物。淀粉是親水性的天然多羥基高分子化合物，以淀粉為骨架高分子與親水性合成高分子的接枝共聚體即為這類(lèi)高吸水性樹(shù)脂．其制備方法是，用淀粉和丙烯晴在引發(fā)劑存在下進(jìn)行接枝共聚，聚合產(chǎn)物在強(qiáng)堿加壓下水解，接枝的丙烯晴變成丙烯酰胺或丙烯酸鹽，干燥后即獲得產(chǎn)品。2．淀粉羧甲基化產(chǎn)物。將淀粉在環(huán)氧氯丙烷中預(yù)先交聯(lián)，將交聯(lián)物羧甲基化，便得到高吸水性樹(shù)脂。(二)纖維素類(lèi)纖維素與淀粉類(lèi)似，可作為接枝共聚體的骨架高分子。接枝單體除丙烯睛外，還可使用丙烯酰胺、丙烯酸等。所得產(chǎn)品成片狀。纖維素經(jīng)羧甲基化制備高吸水性樹(shù)脂是將纖維素與單氯醋酸反應(yīng)得到羧甲基纖維素，再經(jīng)加熱進(jìn)行不溶化處理，或用表氯醇等進(jìn)行交聯(lián)后制得的。纖維素類(lèi)高吸水性樹(shù)脂的吸水能力比淀粉類(lèi)樹(shù)脂低，但是在一些特殊形式的用途方面是淀粉類(lèi)樹(shù)脂所不能取代的。例如制作高吸水性織物；用纖維素類(lèi)樹(shù)脂與合成纖維混紡以改善其吸水性。(三)合成樹(shù)脂類(lèi)1．聚丙烯酸系樹(shù)脂。這類(lèi)樹(shù)脂的代表性產(chǎn)品是丙烯酸甲酯與醋酸乙烯共聚后的皂化產(chǎn)物。它有三大特點(diǎn)，一是在高吸水狀態(tài)下仍具有很高的強(qiáng)度；二是對(duì)光和熱有較好的穩(wěn)定性，三是具有優(yōu)良的保水性。我國(guó)以丙烯酸為主要原料，經(jīng)NaOH中和，γ射線輻射聚合交聯(lián)制得吸水400倍以上的高吸水性樹(shù)脂，與淀粉—丙烯脂接枝共聚型高吸水性樹(shù)脂相比，具有更高的耐熱性、耐腐蝕性和保水性。2．聚丙烯晴系樹(shù)脂。這類(lèi)樹(shù)脂是由丙烯晴纖維用堿皂化其表面層，再用甲醛交聯(lián)而得到的。晴綸廢絲水解后用Al(OH)3交聯(lián)的產(chǎn)物也屬此類(lèi)。后者的吸水能力可達(dá)自身重量的700倍，而且成本低廉。3．聚乙烯醇系樹(shù)脂。這是用聚乙烯醇與粉狀酸酐(如順酐等)反應(yīng)制備改性聚乙烯醇高吸水性樹(shù)脂的方法，順酐溶解在有機(jī)溶劑中，然后加入聚乙烯醇粉末，加熱攪拌進(jìn)行非均相反應(yīng)，使聚乙烯醇上的部份羥基酯化并引入羧基，然后用堿處理得到高吸水性的改性聚乙烯醇樹(shù)脂。改變反應(yīng)條件可控制樹(shù)脂的交聯(lián)密度，從而改變樹(shù)脂的特性，制備不同吸水能力的樹(shù)脂。4．聚環(huán)氧乙