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发表于 2023-5-25 09:04:04
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本帖最后由 搞笑促进剂 于 2023-5-25 09:13 编辑 3 t: n+ h+ }# f: W
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高吸水树脂
! V1 F/ M! {7 q) |0 o: }. W高吸水树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一种新型功能高分子材料。具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的
8 c7 a$ e: U8 c8 b! r合成树脂,如淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接. d+ t* E" A, O' v9 ]# y: i& @" k
枝丙烯酰胺聚合物等,一般可以吸收相当于树脂体积100倍以上的水分,最高的吸水率可达1000倍以上,一般作为医用材料,如尿布、卫生1 q* B2 z$ x* }* o5 }: k+ D g
巾等,工业上亦用作堵漏材料。8 Y" p8 P! @3 o& I2 g
按原料分类
1 \; U; n+ `3 |; G高吸水树脂是一类含有亲水基团和交联结构的大分子,最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。按原料划分,有淀粉系(接枝物、
) ~0 C! V) n7 a& X3 N6 X羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)几大类。其中聚丙烯酸系高吸水树
. w+ l' m8 ]) A4 l脂较淀粉系及纤维素系相比,具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、吸水能力强、产品保质期长等一系列优点,成为当前该领域的研究
$ N9 z, O4 i6 ]2 J" X热点。目前世界高吸水树脂生产中,聚丙烯酸系占到80%以上。4 w2 l2 z. A3 k
吸水性能
# N+ A: Q% Y; I' c/ ~- T, l+ }- A高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。吸水前,高分子链相互靠拢缠在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上
2 B5 w' G' b& ]% x6 g7 V0 j+ R( h的紧固。与水接触时,水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中,链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高
$ j) U2 E( A; v h, k. d分子链伸展溶胀。 由于电中性要求,反离子不能迁移到树脂外部,树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压的作用下* d; b3 k& Q; c ]9 T$ Z/ g1 k
进一步进入树脂中,形成水凝胶。同时,树脂本身的交联网状结构及氢键作用,又限制了凝胶的无限膨胀。
# e& [) S2 k! p" M! e+ N; `当水中含有少量盐类时,反渗透压降低,同时由于反离子的屏蔽作用,使高分子链收缩,导致树脂的吸水能力大大下降。通常,高吸水树脂
9 [: O8 z* ~) h1 t在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去离子水中的1/10左右。/ K, Z7 \, B" ?
吸水和保水是一个问题的两个方面,在一定温度和压力下,高吸水树脂能自发地吸水,水进入树脂中,使整个体系的自由焓降低,直到平衡。: k) r! L* U2 r1 p& H2 p
若水从树脂中逸出,使自由焓升高,则不利于体系的稳定。差热分析表明,高吸水树脂吸收的水在150°C以上仍有50%封闭在凝胶网络中。
3 L. W8 d8 V% |- e因此,常温下即使施加压力,水也不会从高吸水树脂中逸出,这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。 |
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