耐盐碱高吸水性树脂研究与应用进展.pdf

政策与市场 3．20 耐盐碱高吸水性树脂研究及应用进展 高吸水性树脂是一类具有强吸水能力且加压也不脱水的特殊功能材料，在农林、园艺等诸多 领域的应用日益广泛．但传统的高吸水性树脂普遍存在着吸收纯水能力较强而吸收盐水能力较差 的问题，当水中含有盐类物质时，其吸水倍率会降到原来的2％一10％，从而限制了其应用与推 广．因此，对传统高吸水性树脂改性或寻找新的合成材料以提高其耐盐性具有重要的现实意义． 耐盐碱高吸水性树脂是近几十年发展起来的一种功能高分子材料，具有三维空间网络结构，既不 溶于水也不溶于有机溶剂，可吸氨、吸尿，吸血，并能重复使用，对心、Na+、Ca2+、M92+等 盐类物质具有良好的耐受性．因此，近年来耐盐碱高吸水性树脂成为一种重要的医用卫生材料， 并在农林，园艺，石油开采、矿山开采、日用化工、环境保护和食品加工等领域显示出广阔的应 用前景． 近年来，耐盐碱高吸水性树脂的合成研究越来越受到了国内外化工行业的重视．根据非离 子型吸水剂吸水能力受盐的影响小的原理，向吸水树脂的组分中引入非离子型基团，以提高吸水 树脂的耐盐性．如专利CNll65152，采用水溶液法将丙烯酸、丙烯酸钠和其他至少一种功能性单 体进行交联聚合；苏州大学朱秀林等在反相悬浮聚合工艺中添加高岭土等组分得到的树脂吸盐率 高，速度快，热稳定性好，经时稳定性好；太原工业大学任敬福等在水溶液法聚合工艺中添加活 化高岭土、热引发速聚，工艺简单，制备周期短；陕西科技大学采用水溶液聚合法，以黄原胶(XG) 为原料与丙烯酸(AA)接枝共聚以及河北科技大学采用反相悬浮聚合，利用丙烯酸钾俩烯酰胺 ／N．羟甲基丙烯酰胺共聚合成耐盐性高吸水树脂，均具有良好的吸水、保水性能． 一、产品系列 高吸水性树脂中引入非离子基团，可显著提高其耐盐性．根据制备所使用的主要原料不同， 耐盐碱高吸水性树脂大致可分为天然物系列、聚丙烯酸系列、黄原胶系列及聚乙烯醇系列4种． 1．天然物系列 (1)淀粉类 对天然淀粉进行改性制备高吸水性树脂是成本较低的一种方法，主要是在淀粉上引入亲水基 团，并使其有一定的交联度，再在淀粉接枝丙烯酸的单体中引入非离子单体丙烯酸羟乙酯．该方 法原料来源丰富，成本低，吸水率高，缺点是耐热性及保水性能差，使用中易受微生物分解而失 去吸水保水能力． (2)纤维素类 纤维素类高吸水性树脂包括两种类型，一种是纤维素与亲水性单体接枝共聚，另一种是氯乙 酸与纤维素反应引入羟甲基再用交联剂交联而得．该类树脂的主要特点是可以制成高吸水织物， 与合成纤维混纺，改善最终产品的性能．纤维素类高吸水性树脂有良好的耐盐碱性，但是其吸水 倍率较低． (3)其他种类 政策与市场 此类主要是指淀粉、纤维索以外的多糖类高吸水性树脂，其中有些接枝物也有较好的吸水及 耐盐碱能力，但迄今为止，成功的例子不多． 以上3种天然物系列高吸水性树脂的分子结构单元中都存在多糖单元，所以产品易腐败是此 类树脂的主要缺点． 2．聚丙烯酸系列 聚丙烯酸盐和聚丙烯酸酯都可以分别制成高吸水性树脂．由于其吸水能力强，这类树脂已逐 渐成为尿布等卫生用品的主流．利用水溶液聚合法，以廉价无机凹凸棒粘土与丙烯酸等亲水单体 接枝共聚，制备出的高吸水性树脂具有低成本，耐盐碱以及高吸水的特点． 3．黄原胶系列 以黄原胶为主要原料，制备黄原胶接枝丙烯酰胺(AM)耐盐型高吸水性树脂．该树脂吸水 后形成的凝胶在自然条件和较高温度条件下均具有较好的保水性能． 采用水溶液聚合法，以黄原胶(XG)和丙烯酸(AA)为主要原料，通过接枝共聚制得的耐 盐性高吸水性树脂，吸水率高、耐盐性好，在室温和60℃条件下均具有较好的保水性能，克服 了聚丙烯酸系列吸水树脂耐盐性差的问题，在农业、生理卫生等领域具有较高的应用价值． 4．聚乙烯醇系列 聚乙烯醇系列高吸水性树脂由聚乙烯醇与环状酸酐反应而成，不需外加交联剂即可成为不溶 于水的产物．这类树脂由日本可乐丽公司首先开发成功，吸水倍率为150--400倍，虽吸水能力较 低，但由于该树脂是非电解质，故耐热性强，且在盐水环境中其吸水能力不会降低，具有较强的 耐盐碱性能． 二、应用现状 由于耐盐碱高吸水性树脂具有许多优异的性能，从而被广泛应用于农业、林业、园艺、医药、 医疗、生理卫生、化工、环境保护、建材等众多领域，并越来越受到人们的关注和青睐． 1．卫生用品 卫生用品是最早使用耐盐碱高吸水性树脂且应用研究比较成规模的一个领域．由于耐盐碱高 吸水性树脂具有吸水率高、保水性