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材料 第八章 吸附性高分子材料 主要内容 分类 制备 性能 应用 高分子吸附剂的定义 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 Classification 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） 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）Super water-absorbent resin 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) 调节制备工艺以制备多规格多孔材料(Pore size and density) 合成超高吸水高分子材料 甲壳质衍生物 天然产物的接枝改性 多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等 其它 纤维素接枝共聚物 纤维素衍生物交联物 其它 纤维素类 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 淀粉类 天然高分子加工产物 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。 吸水倍率不及聚丙烯酸类,但它的特点是吸水速度快,2～3分钟内即可达到饱和吸水量的一半。 吸水性强，工艺成熟，合成方法多样。 比 较 聚 乙 烯 醇 类 聚 丙烯酸（盐）类 类别 三、基本结构 线型聚丙 烯 酸 结构示意图 合成超高吸水高分子材料 80年代我国开始了对淀粉系高吸水性树脂的研究。 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。 淀粉系超高吸水高分子材料 直链淀粉 支链淀粉 淀粉结构 纤维素系超高吸水高分子材料 纤维素结构 均是葡萄糖的多聚体，可以采用相类似的单体、引发剂、交联剂进行吸水树脂的制备 共 同 点 储量丰富，可不断再生，成本低;无毒且能微生物分解，可减少对环境的污染。 优 点 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。 缺 点 工艺简单，吸水、保水能力强 吸水速度较快耐水解，吸水后凝胶强度大，保水性强.抗菌性好.但可降解性差.适用于工业生产 合成系 价格低廉、生物降解性能好 淀 粉 系 抗霉解性优 区 别 与 联 系 纤维素系 四、SAP结构 主链或侧链上含有亲水性基团，如 -ＳＯ3Ｈ、 -ＣＯＯＨ、 -ＣＯＮＨ2、 -ＯＨ等 吸水能力：-ＳＯ3Ｈ-ＣＯＯＨ-ＣＯＮＨ2-ＯＨ 低交联度的三维网络。网络的骨架可以是淀粉、纤维素等天然高分子，也可以是合成树脂(如聚丙烯酸类）。 从化学结构看： 从物理结构看： * Super * * Absorbent polymeric materials 超强吸水高分子材料 优点 用途 一、吸 水 原 理 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(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。 高吸水性树脂 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 普通吸水材料 SAP 超强吸水高分子材料综述 吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。 SAP优点 吸水前 吸水后 超强吸水高分子材料综述 SAP优点 保水能力高:即使受压也不易失水 超强吸水高分子材料综述 用途 超强吸水高分子材料综述 用途 植物养护泥 各式吸潮剂 超强吸水高分子材料综述 一、吸 水 原 理 1.吸 水 实 质 化学吸附