吸水性树脂专利-高吸水性树脂为什么能大量吸水

高吸水性树脂为什么能大量吸水

材料中能吸收水分的性质称为（1）质量吸Wm（2）体积吸水率Wv质量吸水率与体积吸水率存在下列关系。Wv=Wm×ρo/l000 （1-12） 式中ρ。――材料在干燥状态下的表观密度， kg/时。材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则 吸水率愈大，闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留，只能润 湿孔壁，所以吸水率仍然较小。各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗石的吸水 率只有0. 5%~0. 7%，混凝土的吸水率为2%~3%，勃土砖的吸水率达8%~20%，而 木材的吸水率可超过100%。

高吸水性树脂发展，种类也日益增并且原料来源相富，由于高吸水性树分子结构上带有的亲水基团，或在化学结构上具有的低交联度或部分结晶结构又不尽相同，由此在赋予其高吸水性能的同时也形成了一些各自的特点。从原料来源、结构特点、性能特点、制品形态以及生产工艺等不同的角度出发，对高吸水性树脂进行分类，形成了多种多样的分类方法。1 按原料来源进行分类随着人们对高吸水性树脂研究的不断深入对传统的高吸水性树脂分为淀粉系列、纤维素系列和合成树脂系列的分类方法，已不能满足分类要求。因此，邹新禧教授结合自己的研究成果，提出了六大系列的分类 。淀粉系：包括接枝淀粉、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等；纤维素系：包括 接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维索等；合成聚合物系：包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等；蛋白质系列：包括大豆蛋白类、丝蛋白类、谷蛋白类等；其他天然物及其衍生物系：包括果胶、藻酸、壳聚糖、肝素等；共混物及复合物系：包括高吸水性树脂的共混、高吸水性树脂与无机物凝胶的复合物、高吸水性树脂与有机物的复合物等。2 按亲水化方法进行分类高吸水性树脂在分子结构上具有大量的亲水性化学基团，而这些基团的亲水性很大程度上影响着高吸水性树脂的吸水保水性能，如何有效获得这些化学基团在高吸水性树脂化学结构上的组织结构，充分发挥各化学基团所在亲水点的效能，已经成为现在对高吸水性树脂研究的重点。故可以从亲水化方法进行分类。亲水性单体的聚合(如聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物等)；疏水性(或亲水性差的)聚合物的羧甲基化(或羧烷基化)反应(如淀粉羧甲基化反应、纤维素羧甲基化反应、聚乙烯醇(PVA)-顺丁烯二酸酐的反应等)；疏水性(或亲水性差的)聚合物接枝聚合亲水性单体(如 淀粉接枝丙 烯酸盐、淀 粉接枝 丙烯酰胺、纤维素接枝丙烯酸盐、淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚物等)；含氰基、酯基、酰胺基的高分子的水解反应(如淀粉接枝丙烯腈后水解、丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物的水解、聚丙烯酰胺的水解等)。3 按交联方式进行分类高吸水性树脂交联控制是控制其空间组织结构状态的重要方面，其交联点的密度大小直接影响高吸水性树脂 的吸水和保水能力。因此根据交联点形成方式的不同，可进行如下分类 。交联剂进行网状化反应(如多反应官能团的交联剂水溶性的聚合物、多价金属离子交联水溶性的聚合物、用高分子交联剂对水溶性的聚合物进行交联等)；自交联网状化反应(如聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺等的自交联聚合反应)；放射线照射网状化反应(如聚乙烯醇、聚氧化烷烃等通过放射线照射而进行交联)；水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构 (如聚丙烯酸与含长链(C12～C20)的醇进行酯化反应得到不溶性的高吸水性聚合物等) 。4 其他分类方法以制品形态分类，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，SAR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)。

通常分为三类：1、淀粉类SAP，即以淀粉为原料制备的高吸水性树脂2、纤维素类SAP，以纤维素为接枝母体制备的高吸水性树脂3、合成类，以丙烯酸或丙烯酰胺类的单体进行接枝