chelator 高吸水树脂（骨架上含亲水基团，如-OH，-COOH，COOM，-NH2等）Super
water-absorbent resin
大学材料科学与工程经典课件第八章— 2021/3/6 —超强吸水高分子材料
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Molecular architecture design
Super
2021/3/6
大学材料科学与工程经典课件第八 章——超强吸水高分子材料
SAP是怎样吸水的？
一、吸 水 原 理
物理吸附 棉花、纸张、海绵等。
1.
吸
毛细管的吸附原理。
水
有压力时水会流出。
实
质 化学吸附 通过化学键的方式把水和亲水
性物质结合在一起成为一个整
体。加压也不能把水放出。
2.SAP的吸水原理
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引入不同官能团调节极性Polarity
调整交联度(Cross-linking degree)改善溶胀性 (swelling capacity)
调节制备工艺以制备多规格多孔材料(Pore size and density)
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纤维素类 纤维素接枝共聚物 纤维素衍生物交联物 其它
其它
多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等
制造SAP的原料是怎样的？
三、基本结构
合成超高吸水高分子材料
目前主要分为聚丙烯酸（盐） ，聚乙烯醇两大类。 其中，聚丙烯酸（盐）类的研究最多，产量最大。
类别 比
较
聚 丙烯酸（盐）类 吸水性强，工艺成
熟，合成方法多样。
大学材料科学与工程经典课件第八章——超强 2021/3/6 吸水高分子材料
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超强吸水高分子材料
优点
一、吸 水 原 理
用途
二、分类
三、基本结构
四、SAP结构 五、合成高吸水分子中一些重要术语 六、接枝共聚反应实例
高吸水性树脂
吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
SAP有哪些种类？
二、分
类 甲壳质衍生物
淀粉系
SAP
纤维素系
合成高分子系
纯合成高分子
聚丙烯酸类
聚丙烯酸钠交联物 丙烯酸—乙烯醇共聚物 丙烯腈聚合皂化物 其它
聚乙烯醇类
聚乙烯醇交联聚合物 乙烯醇—其它亲水性单体接枝共聚物 其它
天然高分子加工产物
淀粉类 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
较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。
水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,
亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使
树脂的网络扩张。 网络内外产生渗透压,
（外）
H2O
水份进一步渗入.
（内） 交
联
点 吸水树脂的离子型网络
随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零; 而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消 阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。
SAP优点
Super
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超强吸水高分子材料综述
用途
Super
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超强吸水高分子材料综述
用途
Super 植物养护泥
各式吸潮剂
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高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer简称高吸水性聚合物，
Super 是一种具有优异吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。
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超强吸水高分子材料综述
既然安上super这个头衔, 那我们就要看看它们和传统吸水材料的区别
聚乙烯醇类
吸水倍率不及聚丙烯酸 类,但它的特点是吸水速度 快,2～3分钟内即可达到饱和 吸水量的一半。
合成超高吸水高分子材料
C H 2 C H C H 2C H C H 2C H C H 2 C H C H 2C H C H 2 C H C O O HC O O H C O O H C O O HC O O H C O O H
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第八章 吸附性高分子材料
主要内容
分类 制备 性能 应用
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高分子吸附剂的定义
是一种具有物质传递功能的高分子材料
利用高分子材料与被吸附物质之间的物理 或者化学作用，使两者发生暂时或者永久 性结合，进而发生各种功效
物理或者化学作用包括物理吸附，范德华 力，静电力，配位键及离子键的形成
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Classification
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Super 普通吸水材料
SAP
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超强吸水高分子材料综述
SAP优点
吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。
Super 吸水前
吸水后
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超强吸水高分子材料综述
保水能力高:即使受压也不易失水
According to the source 天然Natural Absorbent polymeric materials always biodegradable 改性淀粉，纤维素，壳聚糖（Modified starch，cellulose, chitosan）
合成Synthetic Absorbent polymeric materials 离子交换树脂（聚苯乙烯骨架）ion exchange resin 高分子螯合剂（骨架含O，N，P，S，可与金属形成配位键）polymeric