一、高吸水性树脂定义 二、分类 三、基本特点和用途 四、SAP结构
高吸水性树脂
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer简称SAP)
也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、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。
二、分
类
甲壳质衍生物
淀粉系
SAP
合成高分子系
汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。汽车、家具等制 品的电泳涂装淋洗水中常含有1％-2％的涂料（高分子物质）， 用超滤装置可分离出清水重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩 重新用于电泳涂装。 果汁、酒等饮料的消毒与澄清。应用超滤技术可除去果汁的 果胶和酒中的微生物等杂质，使果汁和酒在净化处理的同时保持 原有的色、香、味，操作方便，成本较低。 在医药和生化工业中处理热敏性物质，分离浓缩生物活性物 质，从生物中提取药物等。
管式膜
中空纤维膜
核径蚀刻膜
3.5 典型的膜过程及应用
分离膜的主要用途： 利用膜对不同物质透过性不同对混合物分离
半透性
对被分离物质的透过性（透过率）
评价 标准
对不同物质的选择性透过（透过选择性）
（1）典型膜过程－ 微滤
• 微滤：当压力推动流体透过膜或其他过滤介质，从流体中分离 微米大小的粒子时，这个过程为微滤。 • 孔径：0.025~10nm；推动力为0.01~0.2MPa • 微孔膜：均匀多孔薄膜，厚度90~150 nm • 原理：在压力差的作用下，利用膜的孔径的大小对微粒进行机 械筛分和截留。
多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等
纤维素类
其它
超强吸水高分子材料综述
首先看看它们和传统吸水材料相比
普通吸水材料
SAP
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。
吸水前
吸水后
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
SAP优点
超强吸水高分子材料综述
用途
根据 材料 来源
根据 膜的 结构
根据 膜的 功能
固 体 膜
液 体 膜
天 然 膜
合 成 膜
多 孔 膜
致 密 膜
离 子 交 换 膜
渗 析 膜
微 孔 过 滤 膜
超 过 滤 膜
反 渗 透 膜
渗 透 汽 化 膜
气 体 渗 透 膜
无机材料膜
有机高分
固体膜
对称膜
根据膜断面 的物理形态
不对称膜 复合膜
平板膜 根据固体 膜的形态
纤维素系
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 纤维素接枝共聚物 纤维素衍生物交联物 其它
吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
1.高分子分离膜的定义 2.分离膜的种类
3.ห้องสมุดไป่ตู้型分离膜过程的应用
膜简介
定义： 具有选择性分离功能的薄 膜材料。
水小分子 大分子
料液 膜 渗透液
“21世纪的多数工业中，膜技术扮演着战略的角色”
“谁掌握了膜技术，谁就掌握了21世纪化工的未来”
膜的种类
根据 膜的 材质
超滤膜技术应用
超滤技术主要用于含分子量500-500,000的微粒溶液的分离， 是目前应用最广的膜分离过程之一，应用领域涉及化工、食 品、医药、生化
• 纯水的制备。超滤技术广泛用于水中的细菌、病毒和其他异 物的除去，用于制备高纯饮用水、电子工业超净水和医用无 菌水等。 • 食品工业。在牛奶加工厂中用超滤技术可从乳清中分离蛋白 和低分子量的乳糖。
（2）典型膜过程－超滤
• 超滤：按分子大小而去除的压力推动膜过程 • 孔径：2 ~ 50nm
• 截留物质：能够截留分子量300~500000的物质。糖、生物分子、 高分子聚合物、胶体物质 • 操作压力： 0.1 ~ 0.5MPa。 • 原理：筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔，而 大于孔径的微粒则被截留 • 膜材料：聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素
超强吸水高分子材料综述
用途
植物养护泥
各式吸潮剂
2.SAP的吸水原理
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。
（外）
H2O
网络内外产生渗透压, 水份进一步渗入.
（内）
吸水树脂的离子型网络
决定性作用
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。
（3）典型膜过程－反渗透
P > 盐溶液 纯水
H2O
渗透 平衡
反渗透
反渗透技术的应用
（1）海水、苦咸水的淡化 • 反渗透过程已成功使用30多年，据统计，在全世界所有淡化 过程生产1.15×107m3/d的饮用水中，反渗透占23.4%。 • 优点：能耗和投资运行费用低，占地小，设备腐蚀轻，易建 造、操作、维修，建厂时间短。
微滤的应用
• 微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、 药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。 • 微粒和细菌的检测。微孔膜可作为微粒和细菌的富集器，从而 进行微粒和细菌含量的测定。 • 气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细 菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物，都可 借助微孔膜去除。
• 海水淡化在沙特至少有6套，产水2300-57000 m3/d，苦咸水 淡化13套，3500-53000 m3/d。
海水
液氯灭菌
硫酸铝絮凝
反渗透 二级反渗透
硫酸调pH=6
砂滤 饮用水
活性炭脱氯
（2）在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、咖啡浸液等。 与常用的冷冻干燥和蒸发脱水浓缩等工艺比较，反渗透 法脱水浓缩成本较低，而且产品的风味和营养不受影响。 （3）印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，回收利用废
液中有用的物质等。
气体分离膜
分离机理 致密膜：没有宏观的孔洞，溶解-扩散作用 多孔膜：有固定孔洞，孔径，筛分 膜材料 H2的分离：醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺等 O2的分离富集：聚二甲基硅氧烷及其改性产品和含三甲硅烷 基的高分子 CO2分离：富氧膜可作为CO2分离膜，在膜材料中引入亲CO2 的基团，可大大提高CO2的透过性。 SO2的分离：引入亲SO2的亚砜基团分离性能。