分子的渗透，另一方面，橡胶弹性的作用增 大，也不利于水分子向网格内的渗透，因此 造成吸水能力的降低。
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（2）水解度对吸水率的影响
➢高吸水性树脂的吸水率一般随水解度的增加
而增加。
➢当水解度高于一定数值后，吸水率反而下降。
这是因为随着水解度的增加，亲水性基团的 数目固然增加，但交联剂部分也将发生水解 而断裂，使树脂的网格受到破坏，从而影响 吸水性。
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1.
二、吸 水 原 理
物理吸附 棉花、纸张、海绵等。
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。
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SAP的吸水原理
较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。
第四章 丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物 4.6.3 高吸水性树脂
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Contents
概述 吸16
发展趋势
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一、概述
➢纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等。 ➢吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为自
身重量的20倍左右，一旦受到外力作用， 则很容易脱水，保水性很差。
• 20 世纪80 年代后,欧、美、日各大化学公司相继开发出各种类型具有保水 功能的高吸水性树脂,并对制造方法、树脂性能、应用领域进行了大量的研 究。
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• 我国高吸水性树脂的研究工作起步较晚，还处在初 级阶段，产品主要用于农业方面。近年来，我国在 高吸水性树脂方面的研究也取得了一些成果。eg： 北京大学完成了淀粉-丙烯酸盐系列和丙烯酸-丙稀 酰的研究；武汉大学利用腈纶废丝制备了高吸水性 脂；南开大学进行了淀粉-聚丙烯腈接枝共聚物的 研究；广州化学所进行了纤维素-丙烯腈的研究等， 都取得了很好的成果。近年来国内采用射线辐射引 发接枝共聚、用微波照射聚合等，这些研究为发展 我国的高吸水性树脂奠定了坚实基础。
• 1975 年美国成功研究出“淀粉聚丙烯腈接枝”的高吸水产品并进入市场； 随后日本三洋化成公司考虑到丙烯腈单体残留在聚合物中会有毒性,不安全， 而开发出“淀粉- 丙烯酸交联性单体接枝共聚物。
• 1978年日本批准了高吸水性树脂应用于生理卫生材料,并最先将它应用于卫 生品;UCC 公司还报道了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理,合成非离子 型高吸水性树脂,其吸水性能力为2000 倍,从而打开了合成非离子型高吸水 性树脂的大门。
100倍左右。
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• 视频
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考察和表征高吸水性树脂吸水 性的指标通常有两个：
吸水率
吸水速度
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1.1 吸水率
➢吸水率是表征树脂吸水性的最常用指标。
物理意义为每克树脂吸收的水的重量。单 位为g水/g树脂。
➢影响树脂吸水率有很多因素，除了产品本
亲水单体直接聚合； 疏水性单体羧甲基化； 疏水性聚合物用亲水单体接枝； 腈基、酯基水解。
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• 以制品形态分类，高吸水性树脂可分为粉末 状、纤维状、膜片状、微球状等。
• 以制备方法分类，高吸水性树脂可分为合成 高分子聚合交联、羧甲基化、淀粉接枝共聚、 纤维素接枝共聚等。
• 以降解性能分类，SAP可分为非降解型(包括 丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯等聚合产品)、可 降解型(包括淀粉、纤维素等天然高分子的接 枝共聚产品)。
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一、概述
普通吸水材料
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SAP
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一、概述
吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。
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吸水前
吸水后
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保水能力高:即使受压也不易失水
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一、概述
高吸水性树脂也称为超强吸水高分子材料、 高吸水性聚合物，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。是一种含有 强亲水性基团并通常具有一定交联度的高分子 材料。
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.
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（内）
吸水树脂的离子型网络
交 联 点
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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。
身的化学组成之外，还与产品的交联度、 水解度和被吸液体的性质等有关。
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（1）交联度对吸水性的影响
➢ 高吸水性树脂在未经交联前，一般是水
溶性的，不具备吸水性或吸水性很低，因此 通常需要进行交联。
➢实验表明，交联密度过高对吸水性并无好处。 ➢交联密度过高，一方面，网格太小而影响水
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四、高吸水性树脂的基本特性
➢高吸水性 ➢加压保水性 ➢吸氨性 ➢增稠性
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1 高吸水性
作为高吸水性树脂，高的吸水能力是其最 重要的特征之一。从目前已经研制成功的高吸 水性树脂来看，吸水率均在自身重量的500～ 12000倍左右，是纸和棉花等材料吸水能力的
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发展历程
• 自1966年美国农业部北方研究所Fanta等制得了最早的高吸水性脂———部 分水解的淀粉接枝丙烯腈共聚物后,这种通过对天然产物进行接枝改性来制 备高吸水性树脂的研究逐渐成为研究热点,形成了一个独立、新兴的科研领 域。日本、美国和西欧在这一领域一直处于领先地位,他们对淀粉接枝丙烯 腈的工艺提出了很多改良方案,并申请了专利,如用甲醇- 水混合溶剂进行 水解,不仅解决了水解难题,同时提高了吸水速率。
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（3）被吸液的pH值与盐分对吸水率的影响
✓高吸水性树脂是高分子电解质，水中盐类物
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吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
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三、分 类
淀粉系
SAP
纤维素系
合成高分子系
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高吸水性树脂分类
分类方法 按原料来源分类 按亲水基团引入方式分类
类别
淀粉类； 纤维素类； 合成聚合物类：聚丙烯酸盐系；
聚乙烯醇系； 聚氧乙烯系等。