《高吸水性樹脂》ppt課件

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1、第七章高吸水性樹脂1概述自古以來，吸水材料的任務(wù)一直是由紙、棉花和海綿以及后來的泡沫塑料等材料所承擔(dān)的。但這些材料的吸水能力通常很低，所吸水量最多僅為自身重量的20倍左右，而且一旦受到外力作用，則很容易脫水，保水性很差。60年代末期，美國首先開發(fā)成功高吸水性樹脂。這是一種含有強(qiáng)親水性基團(tuán)并通常具有一定交聯(lián)度的高分子材料。它不溶于水和有機(jī)溶劑，吸水能力可達(dá)自身重量的500～2000倍，最高可達(dá)5000倍，吸水后立即溶脹為水凝膠，有優(yōu)良的保水性，即使受壓也不易擠出。吸收了水的樹脂干燥后，吸水能力仍可恢復(fù)。第七章高吸水性樹脂由于上述的奇特性能，高吸水性樹脂引

2、起了人們較大的興趣。問世30多年來，發(fā)展極其迅速，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到各行各業(yè)。如在石油、化工、等部門中被用作堵水劑、脫水劑、等；在醫(yī)療衛(wèi)生部門中用作外用藥膏的基材、緩釋性藥劑、抗血栓材料等；在農(nóng)業(yè)部門中用作土壤改良劑等。在日常生活，用作吸水性抹布、一次性尿布、插花材料等。第七章高吸水性樹脂高吸水性樹脂是一類高分子電解質(zhì)。水中鹽類物質(zhì)的存在會(huì)顯著影響樹脂的吸水能力，在一定程度上限制了它的應(yīng)用。提高高吸水性樹脂對(duì)含鹽液體（如尿液，血液、肥料水等）的吸收能力，將是今后高吸水性樹脂研究工作中的一個(gè)重要課題。此外，對(duì)高吸水性樹脂吸水機(jī)理的理論研究工作也將進(jìn)一步開

3、展，以指導(dǎo)這一類功能高分子材料向更高水平發(fā)展。第七章高吸水性樹脂2高吸水性樹脂的類型和制備方法1.1高吸水性樹脂的類型根據(jù)原料來源、親水基團(tuán)引入方法、交聯(lián)方法、產(chǎn)品形狀等的不同，高吸水性樹脂可有多種分類方法，如表7—1所示。其中以原料來源這一分類方法最為常用。按這種方法分類，高吸水性樹脂主要可分為淀粉類、纖維素類和合成聚合物類三大類。下面分別介紹之。第七章高吸水性樹脂表7—1高吸水性樹脂分類分類方法類別按原料來源分類淀粉類；纖維素類；合成聚合物類：聚丙烯酸鹽系；聚乙烯醇系；聚氧乙烯系等。按親水基團(tuán)引入方式分類親水單體直接聚合；疏水性單體羧甲基化；疏水性

4、聚合物用親水單體接枝；腈基、酯基水解。第七章高吸水性樹脂第七章高吸水性樹脂按交聯(lián)方法分類用交聯(lián)劑網(wǎng)狀化反應(yīng)；自身交聯(lián)網(wǎng)狀化反應(yīng)；輻射交聯(lián)；在水溶性聚合物中引入疏水基團(tuán)或結(jié)晶結(jié)構(gòu)。按產(chǎn)品形狀分類粉末狀；顆粒狀；薄片狀；纖維狀。1.1.1淀粉類淀粉類高吸水性樹脂主要有兩種形式。一種是淀粉與丙烯腈進(jìn)行接枝反應(yīng)后，用堿性化合物水解引入親水性基團(tuán)的產(chǎn)物，由美國農(nóng)業(yè)部北方研究中心開發(fā)成功；另一類是淀粉與親水性單體（如丙烯酸、丙烯酰胺等）接枝聚合，然后用交聯(lián)劑交聯(lián)的產(chǎn)物，是由日本三洋化成公司首開先河的。第七章高吸水性樹脂淀粉改性的高吸水性樹脂的優(yōu)點(diǎn)是原料來源豐富，產(chǎn)

5、品吸水倍率較高，通常都在千倍以上。缺點(diǎn)是吸水后凝膠強(qiáng)度低，長期保水性差，在使用中易受細(xì)菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。第七章高吸水性樹脂1.1.2纖維素類纖維素改性高吸水性樹脂也有兩種形式。一種是纖維素與一氯醋酸反應(yīng)引入羧甲基后用交聯(lián)劑交聯(lián)而成的產(chǎn)物；另一種是由纖維素與親水性單體接枝共聚產(chǎn)物。纖維素改性高吸水性樹脂的吸水倍率較低，同時(shí)亦存在易受細(xì)菌的分解失去吸水、保水能力的缺點(diǎn)。第七章高吸水性樹脂1.1.3合成聚合物類合成高吸水性樹脂目前主要有四種類型：（1）聚丙烯酸鹽類這是目前生產(chǎn)最多的一類合成高吸水性樹脂，由丙烯酸或其鹽類與具有二官能度的單體共

6、聚而成。制備方法有溶液聚合后干燥粉碎和懸浮聚合兩種。這類產(chǎn)品吸水倍率較高，一般均在千倍以上。第七章高吸水性樹脂（2）聚丙烯腈水解物將聚丙烯腈用堿性化合物水解，再經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)，即得高吸水性樹脂。如將廢晴綸絲水解后用氫氧化鈉交聯(lián)的產(chǎn)物即為此類。由于氰基的水解不易徹底，產(chǎn)品中親水基團(tuán)含量較低，故這類產(chǎn)品的吸水倍率不太高，一般在500～1000倍左右。第七章高吸水性樹脂（3）醋酸乙烯酯共聚物將醋酸乙烯酯與丙烯酸甲酯進(jìn)行共聚，然后將產(chǎn)物用堿水解后得到乙烯醇與丙烯酸鹽的共聚物，不加交聯(lián)劑即可成為不溶于水的高吸水性樹酯。這類樹脂在吸水后有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用范圍較廣

7、。第七章高吸水性樹脂（4）改性聚乙烯醇類這類高吸水性樹脂由聚乙烯醇與環(huán)狀酸酐反應(yīng)而成，不需外加交聯(lián)劑即可成為不溶于水的產(chǎn)物。這類樹脂由日本可樂麗公司首先開發(fā)成功，吸水倍率為150～400倍，雖吸水能力較低，但初期吸水速度較快，耐熱性和保水性都較好，故是一類適用面較廣的高吸水性樹脂。第七章高吸水性樹脂1.2高吸水性樹脂的制備方法1.2.1淀粉類高吸水性樹脂的制備方法美國農(nóng)業(yè)部北方研究中心最早開發(fā)的淀粉類高吸水性樹脂是采用接枝合成法制備的。即先將丙烯腈接枝到淀粉等親水性天然高分子上，再加入強(qiáng)堿使氰基水解成羧酸鹽和酰胺基團(tuán)。這種接枝化反應(yīng)通常采用四價(jià)鈰作引發(fā)

8、劑，反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行。第七章高吸水性樹脂第七章高吸水性樹脂丙烯腈的接枝率與支鏈分子量對(duì)最終產(chǎn)