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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 9 X$ O! n% K$ ?2 v! N/ k( w
9 n2 N; C+ A2 ~; W! u高吸水树脂
& v0 ]# y! L, Z/ W2 Z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5 p; _3 t( d8 X2 A: O3 x9 ?
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& |/ z8 e; A1 `' R& G
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
, q- x' u( `% m: M巾等,工业上亦用作堵漏材料。) ^' w5 u7 l* @/ v( j9 x. f2 k
按原料分类 z1 f' j8 g' M/ D4 m
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、
+ a4 t3 X& C* O4 {2 }( ?( Y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
2 s1 s R$ K; p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$ y- S6 b k- w. j; K+ T5 g7 a
热点。目前世界高吸水树脂生产中,聚丙烯酸系占到80%以上。
+ d) ^( M/ {5 P吸水性能( o1 s9 |; V, G j
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
& _3 F( A( {+ U: M4 M7 W5 L+ p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
1 p& U8 e$ p _' ]8 f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
# ?' b$ k4 B# Q" j8 r c; J" x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。
# i* d% {, ~4 s4 S- E8 t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5 S# D* [9 L& X0 `0 S0 b- X6 @
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。3 ?: _& ?7 t/ P) b# e1 e
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。1 B; `( s* |5 g
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。
2 j4 p* x, u R( u9 J5 j. X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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