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
chelator 高吸水树脂（骨架上含亲水基团，如-OH，-COOH，COOM，-NH2等）
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。
吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
用途
Super
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超强吸水高分子材料综述
用途
Hale Waihona Puke Super 植物养护泥各式吸潮剂
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Super
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吸水倍率不及聚丙烯酸 类,但它的特点是吸水速度
熟，合成方法多样。 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
Super water-absorbent resin
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
Molecular architecture design
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)
线型聚丙 烯 酸 结构示意图
淀粉系超高吸水高分子材料
超强吸水剂的研究起源于淀粉系，美国北方农业省研究所从淀粉接枝丙烯腈开始， 接着于1966年完成该项研究，并投入生产。 80年代我国开始了对淀粉系高吸水性树脂的研究。
淀粉结构 支链淀粉 直链淀粉
H OH
O HO
HO
H H
OH
O HO
OH
HO
H H
H
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
聚乙烯醇类
吸水性强，工艺成
OH
O HO
OH
HO
H H
OH O
纤维素系超高吸水高分子材料
纤维素结构
O O
O
O O
O O
淀粉 系
纤维素系
价格低廉、生物降解性能好 抗霉解性优
区缺
点
别
合成工艺复杂，易腐败，耐热性 不佳，吸水后凝胶强度低，长期保水 性差，耐水解性较差。
优点 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
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，
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。
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
SAP是怎样吸水的？
一、吸 水 原 理
1.
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。
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,
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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
Super 普通吸水材料
SAP
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SAP优点
调节制备工艺以制备多规格多孔材料(Pore size and density)
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
超强吸水高分子材料 一、吸 水 原 理
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
Classification
材料 2020/11/13
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）
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
SAP优点
Super
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超强吸水高分子材料综述
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
材料 2020/11/13
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