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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 D0 ~# w7 _ k) r* V
$ r! D( t. c. [4 g% l* [7 B1 O高吸水树脂1 S1 w0 M; N2 R2 B, l
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
! K( C, x, W- j' [; F. l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. a( z. o( W3 q- {4 H7 S6 O
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4 E2 ~/ {: t4 o% ~1 _& q
巾等,工业上亦用作堵漏材料。7 K* ^* o" h v, _; r1 A( c2 Y! o
按原料分类# t2 ~* ]( b# N1 V* S0 U0 ^- ^5 Z
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、
$ K% L, Z0 a" K/ Y% ]# h1 @6 I: M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% o% U; N$ i/ y# a3 q
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
+ g! v! ?- ^6 d) j" p热点。目前世界高吸水树脂生产中,聚丙烯酸系占到80%以上。
. ?& z- v& Z% Q& C3 y4 E吸水性能
2 `& Z" O" e N( S; J. W; v# x; ?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/ ?: ^0 r) B5 a4 E; x
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" U, L) N' _( q' @0 F7 c) ^
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# r( o* x3 [& _5 _' e, ]
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。8 b" F+ {: e8 Y! m( x% C
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
- S( v- i0 _, C: P7 M. N4 W; n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。" G9 B" _! r2 k, f5 Z3 F' c9 g+ d- s
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。
/ l, i' |* S1 e4 F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。; Q9 u; _7 ~5 r# t
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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