高吸水性树脂课件.ppt
高吸水性树脂材料,组员：徐敏珊 30320082200068薛 娜 30320082200071许国云 30320082200070姜 玲 30320082200023钟凤容 30320082200094庄静雯 30320082200097,Super Absorbent Polymer,Company Logo,高分子化学小组报告 目录,高亲水性树脂 一、报告摘要,高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料, 由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水, 且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性。因而在生理卫生用品、土木建筑、食品、农业、医药等方面具有广阔的应用前景。淀粉系高吸水性材料，主要是指以淀粉为骨架，通过与其他单体接枝共聚形成的一类高分子材料。目前纤维素系高吸水性材料发展迅速，产品种类和应用领域不断扩大，已成为高吸水性材料的主要产品之一。本报告介绍了高吸水性树脂的应用前景、吸水机理以及制备方法, 并对高吸水性树脂的存在的一些不足及可发展方向进行概述。,高亲水性树脂 二、应用前景,家居装修、装饰：通过合理使用高吸水性材料, 达到有效调节室内环境, 降低能耗的目的。,SAP的用途广泛:,女性卫生用品,医用吸水胶布,用途,超强吸水高分子材料,用途,植物养护泥,各式吸潮剂,超强吸水高分子材料,高亲水性树脂 三、吸水原理,较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。,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。,水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。,Company Logo,网络内外产生渗透压，水分进一步渗入,高亲水性树脂 三、吸水原理,（外）,交联点,（内）,吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图,高吸水性树脂 四、制备,分类,高亲水性树脂,淀粉系超高吸水高分子材料,直链淀粉,支链淀粉,淀粉结构,超强吸水剂的研究起源于淀粉系,通过化学或高能射线辐照方法活化淀粉大分子，使所希望的低聚物成为一个“支链状”接到淀粉大分子上。接枝变性淀粉的结构与原淀粉有较大差异，不仅具有淀粉的主链结构，还具有一定聚合度接枝支链结构，此为第三代变性淀粉. 淀粉的接枝共聚是通过自由基反应来实现的。常用引发剂：硫酸亚铁胺、过硫酸铵、双氧水、硝酸铈盐等,高亲水性树脂,接枝淀粉,合成系-淀粉接枝聚合反应常为3个阶段,第一阶段 链的引发 第一步先在淀粉链上形成自由基 第二步由自由基引发单体以硝酸铈铵引发剂为例：,高亲水性树脂,高亲水性树脂,若用M表示人工高分子单体，在与具有自由基的淀粉相遇时，产生接枝反应：例如：M 为丙烯酸或丙烯腈,高亲水性树脂,第二阶段为链增长阶段 由于自由基的转移使支链端部一直保留自由基，因此链式反应得以继续下去。这样就形成了n 个单体聚合成的侧链。,高亲水性树脂,第三阶段为链的终止 随着反应不断进行，支链数目及其长度不断增加。单体浓度不断降低，自由基相互碰头的机会也越来越多，增长的活性链头端有单独电子，当两个自由基相遇时，单独电子消失而使链终止。,淀粉聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图,微观结构,多孔网状结构,糊化,离心中和,粉碎,淀粉与丙稀腈制造实例,调PH 干燥,纤维素结构,纤维素系超高吸水高分子,高吸水性树脂,纤维素改性高吸水性树脂的两种形式,一种是纤维素与一氯醋酸反应引入羧甲基后用交联剂交联而成的产物；另一种是由纤维素与亲水性单体接枝共聚产物。 纤维素改性高吸水性树脂的吸水倍率较低，同时亦存在易受细菌的分解失去吸水、保水能力的缺点。,纤维素接枝共聚反应过程,高吸水性树脂,高吸水性树脂,高吸水性树脂,合成系高亲水性 树脂制备,聚丙烯酸盐类,聚丙烯腈水解物,醋酸乙烯酯共聚物,改性聚乙烯醇类,（1）聚丙烯酸盐类目前生产最多的一类合成高吸水性树脂，由丙烯酸或其盐类与具有二官能度的单体共聚而成。制备方法有溶液聚合后干燥粉碎和悬浮聚合两种。吸水倍率较高，一般均在千倍以上。,合成系高吸水性树脂,（2）聚丙烯腈水解物将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联剂交联，即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水解后用氢氧化钠交联的产物即为此类。由于氰基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较低，故吸水倍率不太高，一般在5001000倍左右。,合成系高吸水性树脂,（3）醋酸乙烯酯共聚物 将醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯进行共聚，然后将产物用碱水解后得到乙烯醇与丙烯酸盐的共聚物，不加交联剂即可成为不溶于水的高吸水性树酯。在吸水后有较高的机械强度，适用范围较广。,合成系高吸水性树脂,合成系高亲水性树脂（4）改性聚乙烯醇类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。由日本可乐丽公司首先开发成功， 吸水倍率为150400倍，虽吸水能力较低，但初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好，故是一类适用面较广的高吸水性树脂。,Company Logo,存在问题与发展方向目前,国内吸水性材料仍面临种类少,成本高的问题,使得其应用范围受到限制。结合该材料的特点和我国的具体状况,高吸水性材料应该着重向以下几个方面发展。(1)拓宽合成渠道,简化生产工艺,降低生产成本;(2)深入理论研究,探索作用机理;(3)加大环保力度,开展/绿色0可降解研究进度;(4)拓宽应用领域,加大复合型材料开发力度。,本项目不足之处与可发展方向,Thank You !,
