第八章吸附性高分子材料Absorbentpolymericmaterials11/26/2023材料主要內容分類制備性能應用11/26/2023材料高分子吸附劑的定義是一種具有物質傳遞功能的高分子材料利用高分子材料與被吸附物質之間的物理或者化學作用，使兩者發生臨時或者永久性結合，進而發生各種成效物理或者化學作用包括物理吸附，范德華力，靜電力，配位鍵及離子鍵的形成11/26/2023材料11/26/2023材料ClassificationAccordingtothesource自然NaturalAbsorbentpolymericmaterialsalwaysbiodegradable改性淀粉，纖維素，殼聚糖〔Modifiedstarch，cellulose,chitosan〕合成SyntheticAbsorbentpolymericmaterials離子交換樹脂〔聚苯乙烯骨架〕ionexchangeresin高分子螯合劑〔骨架含O，N，P，S，可與金屬形成配位鍵〕polymericchelator高吸水樹脂〔骨架上含親水基團，如-OH，-COOH，COOM，-NH2等〕Superwater-absorbentresin11/26/2023材料11/26/2023材料Moleculararchitecturedesign引入不同官能團調整極性Polarity調整交聯度(Cross-linkingdegree)改善溶脹性(swellingcapacity)調整制備工藝以制備多規格多孔材料(Poresizeanddensity)11/26/2023材料11/26/2023材料11/26/2023材料11/26/2023材料11/26/2023材料11/26/2023材料SuperAbsorbentPolymer超強吸水高分子材料11/26/2023材料超強吸水高分子材料優點用途一、吸水原理二、分類三、根本構造四、SAP構造五、合成高吸水分子中一些重要術語六、接枝共聚反響實例11/26/2023材料高吸水性樹脂(SuperAbsorbentPolymer簡稱SAP)也稱為高吸水性樹脂、超強吸水劑、高吸水性聚合物，是一種具有優異吸水力量和保水力量的新型功能高分子材料。高吸水性樹脂11/26/2023材料既然安上super這個頭銜,那我們就要看看它們和傳統吸水材料的區分V.S一般吸水材料SAP超強吸水高分子材料綜述11/26/2023材料吸水力量高:可達自身重量的幾百倍至幾千倍。SAP優點吸水前吸水后超強吸水高分子材料綜述11/26/2023材料SAP優點保水力量高:即使受壓也不易失水超強吸水高分子材料綜述11/26/2023材料用途超強吸水高分子材料綜述11/26/2023材料用途植物養護泥各式吸潮劑超強吸水高分子材料綜述11/26/2023材料11/26/2023材料SAP是怎樣吸水的？一、吸水原理1.吸水實質化學吸附物理吸附棉花、紙張、海綿等。毛細管的吸附原理。有壓力時水會流出。通過化學鍵的方式把水和親水性物質結合在一起成為一個整體。加壓也不能把水放出。H2O階段2吸水樹脂的離子型網絡2.SAP的吸水原理網絡內外產生滲透壓,水份進一步滲入.階段1

較慢。通過毛細管吸附和分散作用吸水。水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團作用,親水基團離解,

離子之間的靜電排斥力使樹脂的網絡擴張。

交聯點〔內〕〔外〕隨著吸水量的增大,網絡內外的滲透壓差趨向于零;而網絡擴張的同時,其彈性收縮力也在增加,漸漸抵消陰離子的靜電排斥,最終到達吸水平衡。階段3吸水劑微球吸水過程的體積變化示意圖

SAP有哪些種類？SAP合成高分子系淀粉系纖維素系二、分類甲殼質衍生物聚丙烯酸類聚丙烯酸鈉交聯物丙烯酸—乙烯醇共聚物丙烯腈聚合皂化物其它聚乙烯醇類聚乙烯醇交聯聚合物乙烯醇—其它親水性單體接枝共聚物其它純合成高分子淀粉類淀粉—丙烯腈接枝聚合水解物淀粉—丙烯酸共聚物淀粉—丙烯酰胺接枝聚合物其它纖維素類纖維素接枝共聚物纖維素衍生物交聯物其它其它多糖類(瓊脂糖、殼多糖)、蛋白質類等自然高分子加工產物制造SAP的原料是怎樣的？合成超高吸水高分子材料目前主要分為聚丙烯酸〔鹽〕，聚乙烯醇兩大類。其中，聚丙烯酸〔鹽〕類的爭論最多，產量最大。類別聚丙烯酸（鹽）類聚乙烯醇類比較吸水性強，工藝成熟，合成方法多樣。吸水倍率不及聚丙烯酸類,但它的特點是吸水速度快,2～3分鐘內即可達到飽和吸水量的一半。三、根本構造線型聚丙烯酸構造示意圖合成超高吸水高分子材料80年月我國開頭了對淀粉系高吸水性樹脂的爭論。超強吸水劑的爭論起源于淀粉系，美國北方農業省爭論所從淀粉接枝丙烯腈開頭，接著于1966年完成該項爭論，并投入生產。淀粉系超高吸水高分子材料直鏈淀粉支鏈淀粉淀粉構造纖維素系超高吸水高分子材料纖維素構造區別與聯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工藝簡單，吸水、保水能力強吸水速度較快耐水解，吸水后凝膠強度大，保水性強.抗菌性好.但可降解性差.適用于工業生產缺點

合成工藝復雜，易腐敗，耐熱性不佳，吸水后凝膠強度低，長期保水性差，耐水解性較差。優點

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、引發劑、交聯劑進行吸水樹脂的制備甲殼質衍生物SAP的結構怎樣？四、SAP構造主鏈或側鏈上含有親水性基團，如-ＳＯ3Ｈ、-ＣＯＯＨ、-ＣＯＮＨ2、-ＯＨ等吸水力量：-ＳＯ3Ｈ>-ＣＯＯＨ>-ＣＯＮＨ2>-ＯＨ低交聯度的三維網絡。網絡的骨架可以是淀粉、纖維素等自然高分子，也可以是合成樹脂(如聚丙烯酸類〕。從化學構造看：從物理構造看：淀粉－聚丙烯酸鈉接枝聚合物模型圖微觀構造多孔網狀構造術語解釋影響引發劑引發自由基聚合反應用量：一般為單體的0.01~0.8%用量過多：網絡變小吸水率用量過少：可溶部分增多吸水率交聯劑令聚合物鏈相互交聯決定了樹脂空間網絡的大小用量：一般為0.2～0.8%用量過多：網絡收縮吸水率用量太少：樹脂溶解度吸水率五、合成高吸水分子中一些重要術語如何制備高吸水性樹脂