吸水树脂..pptVIP

概述 传统的吸水材料如纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等材料的吸水能力通常很低，最多仅为自身重量的20倍左右，而且保水性很差。 60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树脂。这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。它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重量的500～2000倍，最高可达5000倍，吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性，即使受压也不易挤出。吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。 淀粉类 淀粉生产向主产区集中 直链淀粉 少量? -1,6糖苷键，支链点隔开很远 分子内的氢键作用成右手螺旋状，每个环含有6个葡萄糖残基 相对分子质量约为106，甚至更大 聚合度约为100-6,000之间，一般为几百 在水溶液中呈线性分子 直链淀粉溶于热水（60-80度） 支链淀粉 葡萄糖通过?-(1,4)糖苷键连接构成主链，支链通过? -(1,6)糖苷键与主链连接 支链淀粉分子如球状 聚合度为600~6000 ，分子量可达107~5?108 支链淀粉不可溶 淀粉的糊化 淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉称为?-淀粉。 加热破坏了结晶胶束区弱的氢键后，淀粉颗粒开始水合膨胀，结晶区消失，粘度增加，双折射消失 糊化点或糊化开始温度 双折射开始消失的温度 糊化终了温度 双折射完全消失的温度 测定方法 偏光显微镜 DSC 美国农业部北方研究中心最早开发的淀粉 类高吸水性树脂是采用接枝合成法制备的。即 先将丙烯腈接枝到淀粉等亲水性天然高分子 上，再加入强碱使氰基水解成羧酸盐和酰胺基 团。这种接枝化反应通常采用四价铈作引发 剂，反应在水溶液中进行。 用该方法制得的高吸水性树脂虽有较好的 吸水能力，但由于反应体系的粘度通常很大， 水解反应不可能十分彻底，最终产品中会残留 有毒的丙烯腈单体，故限制了它们的应用。 日本三洋化成公司采取的改进方法是将淀 粉和丙烯酸在引发剂作用下进行接枝共聚。这 种方法的单体转化率较高，残留单体仅0.4％以 下，而且无毒性。 国内的长春应用化学研究所采用Co60—γ 射线辐照玉米淀粉和土豆淀粉产生自由基，然 后在水溶液中引发接枝丙烯酰胺，也得到了吸 水率达2000倍的高吸水性淀粉树脂。 制备高吸水性树脂的淀粉主要采用玉米淀 粉和小麦淀粉，也可采用土豆、红薯和大米的 淀粉为原料，甚至有直接采用面粉为原料的。 淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来 源丰富，产品吸水倍率较高，通常都在千倍以 上。缺点是吸水后凝胶强度低，长期保水性 差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸 水、保水作用。 变性淀粉 淀粉分子中的少量羟基被改性（酯基或醚基），取代度DS为0.002~0.2。 酯化:酸酐、三聚磷酸钠、磷酸、三偏磷酸钠 醚化:氧化丙烷 作用:阻止链间缔合，防止沉淀，稳定化 性能变化 降低糊化温度，提高淀粉糊透明度，提高抗老化以及冷冻-解冻的稳定性 变性淀粉的应用 (1)?氧化淀粉 用次氯酸盐或过氧化氢等氧化剂使淀粉氧化。氧化淀粉主要用于造纸工业的施胶剂，包装工业的纸箱胶粘剂，纺织工业的上浆剂和食品工业的增稠剂等。 (2)交联淀粉 淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂如环氧氯丙烷和甲醛等交联剂作用，使不同淀粉分子的羟基间联结在一起，所得衍生物称为交联淀粉。主要用于食品工业的增稠剂，纺织工业的上浆剂和医药工业外科乳胶手套的润滑剂及赋形剂。 (3)?淀粉酯（与相应纤维素衍生物的结构类似） 乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫酸酯、硝酸酯等。 (4)?淀粉醚（与相应纤维素衍生物的结构类似） 羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等。 纤维素类 纤维素 纤维素分子易于缔合，形成多晶的纤维束 结晶区由氢键连接而成 结晶区之间由无定形区隔开 改性纤维素是水溶性胶 是一种膳食纤维，不被人体消化，不提供热量，可作为食品配料 1978年由德国赫尔斯特（Holst）公司首先报道的。 纤维素分子中含有可反应的活性羟基，在 碱性介质中，以多官能团单体作为交联剂，卤 代脂肪酸（如一氯醋酸）或其他醚化剂（如环 氧乙烷）进行醚化反应和交联反应，可得不同 吸水率的高吸水性树脂。 CMC的特性 钠盐CMC溶于水 一般，假塑性流体 带负电的长链棒状分子，高度伸展 溶液稳定，粘度高 高温、酸性条件下降解 酸性条件下稳定蛋白质体系 与带正电的蛋白质作用 纤维素也可采用与其他单体进行接枝共聚 引入亲水性基团的方法来制取高吸水性树脂。 制备方法与淀粉类基本相