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吸水樹脂
吸水樹脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能,并且保水性能優良,一旦吸水膨脹成為水凝膠時,即使加壓也很難把水分離出來。高吸水性樹脂是一種帶有大量親水基團的功能性高分子材料。以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力,廣泛應用于生理衛生用品,如婦女衛生巾、紙尿褲、成人多功能護理墊、吸水紙、寵物墊等。使得此類產品大大輕度化、小型化、舒適化,給人們帶來了福音,是衛生用品領域不可替代的理想產品。
主要內容
1 吸水樹脂概況
2 吸水樹脂應用領域
3 吸水樹脂環保無毒特性
吸水樹脂 - 吸水樹脂概況
吸水樹脂(Super absorbent Polymer,SAP)是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能,并且保水性能優良,一旦吸水膨脹成為水凝膠時,即使加壓也很難把水分離出來。高吸水性樹脂是一種帶有大量親水基團的功能性高分子材料。以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力,廣泛應用于生理衛生用品,如婦女衛生巾、紙尿褲、成人多功能護理墊、吸水紙、寵物墊等。使得此類產品大大輕度化、小型化、舒適化,給人們帶來了福音,是衛生用品領域不可替代的理想產品。
直到80年代,吸水材料還是纖維素或基于纖維的產品,主要包括棉紙,棉花,海綿和絨毛漿。這些材料的保水率最多就是自重的20倍。
60年代早期,美國農業部進行改善土壤保水率的材料的研究。他們開發了基于聚合物嫁接到淀粉分子主鏈上的樹脂。淀粉丙烯腈共聚物水解產品能夠吸收自重400多倍的水。并且,這種膠不會像纖維基吸收材料那樣釋放水。
這種高分子被稱為“超級吸濕材料”。美國農業部將這種技術的內情轉給一些美國公司,來尋求這一基本技術的進一步發展。嘗試了大范圍的組合,包括丙烯酸,丙酰胺和聚乙烯醇(PVA)。 "
丙烯腈/丙酰胺共聚物曾被設計用來含高電解質/礦物質的條件下,并且在大量干/濕循環下的長期穩定性。主要用于農業和園藝業。和高強度的丙酰胺單體可以用做醫用泄漏控制劑,電線電纜的防水。
吸水樹脂 - 吸水樹脂應用領域
1、在農業與園藝方面的應用
用于農業與園藝方面的高吸水性樹脂又稱為保水劑和土壤改良劑。我國是世界上缺水較嚴重的國家,因此,保水劑的應用就顯得越來越重要,目前國內已有十幾家科研院所的研制高吸水性樹脂產品用于糧、棉、油、糖、煙、果、菜、林等60多種植物上進行應用試驗,推廣面積超過7萬多公頃,并在西北、內蒙等地利用高吸水性樹脂進行大面積防砂綠化造林。用于這方面的高吸水性樹脂主要是淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯物,其中鹽已由鈉型轉向鉀型。使用的方法主要有拌種、噴撤、穴施、或用水調成糊狀后浸泡植物根部。同時,還可以利用高吸水性樹脂對化肥進行包衣后施肥,充分發揮化肥的利用率,防止浪費和污染。國外還利用高吸水性樹脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。得米化工占地面積30000多平方米,專業從事吸水材料(SAP)的研發和生產,國內首家從事高吸水性樹脂的高新技術企業。
2、在醫用、衛生方面的應用
主要用作衛生巾、嬰兒尿布、餐巾、醫用冰袋;用于調節環境氣氛的膠狀日用芳香材料。用作軟膏、霜劑、擦劑、巴布劑等的基質醫用材料,具有保濕、增稠、皮膚浸潤、膠凝的作用。還可以制作成控制藥物釋放量、釋放時間、釋放空間的智能載體。
高分子吸水樹脂(簡稱SAP)是一種典型的功能高分子材料。SAP形似小珠子,直徑只有約0.2mm,能吸收其自身重量數百倍、甚至上千倍的水,并具有很強的保水能力,所以它又被稱為超強吸水劑或高保水劑。
SAP之所以有超強的吸水能力,是因為高吸水性樹脂是具有許多親水基團的低交聯度或部分結晶的高分子聚合物。SAP粒徑為100~120mesh(即0.212mm~0.254mm)時,吸收能力最佳;PH值6~8時,吸收速率最大。
紙尿褲的吸收層的SAP是均勻地與絨毛纖維混合在一起的,SAP與絨毛纖維的均勻混合能夠使吸液均勻,也避免了產生凝膠粘連和硬點扎穿紙幅表層,并且防止層間產生滑動。
3、在工業方面的應用
利用高吸水性樹脂高溫吸水低溫釋放水的功能制作工業防潮劑。在油田采油作業中,尤其老油田的采油作業,利用超高相對分子質量的聚丙烯酰胺的水溶液進行驅油效果非常好。還可以用于有機溶劑的脫水,尤其對極性小的有機溶劑其脫水效果十分顯著。還有工業用的增稠劑、水溶性涂料等。
4、在建筑方面的應用
在水利工程使用的遇水快速膨脹材料,是純粹的高吸水性樹脂,主要用于汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預制縫的堵水;用于城市污水處理和疏竣工程的泥漿固化,以便于挖掘和運輸等。
吸水樹脂 - 吸水樹脂環保無毒特性
由于高吸水聚合物具有無毒、對人體無刺激性、無副反應、不引起血液凝固等特點,近年來,已被廣泛應用于醫藥領域。例如,用于含水量大、使用舒適的外用軟膏;生產能吸收手術及外傷出血和分泌液,并可防止化膿的醫用繃帶及棉球;制造能使水分和藥劑通過而微生物不能透過的抗感染性人造皮膚等。
隨著科學技術的發展,環境保護已越來越受到人們的關注。如果將高吸水聚合物裝入到一個可溶于污水的袋中,并將此袋浸入污水中,當袋子被溶解后,高吸水聚合物就可迅速地吸收液體而使污水固體化。
在電子工業中,高吸水聚合物還可用作濕度傳感器、水分測量傳感器及漏水檢測器等。高吸水聚合物可作為重金屬離子吸附劑及吸油材料等。
吸水樹脂 – 合成
共聚物化學
高吸水性高分子通常在引發劑的存在下由丙烯酸和氫氧化鈉混合進行聚合來生成聚丙烯酸鈉(有時指的是丙烯腈鈉)。這種聚合物是現在世界上高吸水性高分子中最普通的類型。其他材料也被用來生產高吸水性高分子,諸如聚丙烯酰胺共聚物,乙烯與馬來酸酐共聚物,交聯羧甲基纖維素,聚乙烯醇共聚物,交聯聚環氧乙烷和淀粉接枝聚丙烯腈共聚物。淀粉接枝聚丙烯腈共聚物是最早的高吸水性高分子形態。
現在高吸水性高分子主要用下面兩種方法中的一種生產:溶液聚合或懸浮聚合。兩種過程和其他的比起來都有優點,也能產出質量一致的產品。
溶液聚合
溶液聚合物以溶液的形式提供粒狀聚合物的吸水性,在用前可以將溶液和密封罐蒸餾。管子上可以涂上大多數底物,用來飽和。在特定溫度下干燥一定時間,結果是底層附上具有高吸水性的物質。比如,這個化學可以直接用在電線或電纜上,盡管這個過程針對輥狀物體或者層狀底物組分進行特別的優化。
溶液聚合現在是高吸水性高分子生產最普通的過程。這一過程有效,通常耗費較低。溶液過程采用水基單體來生產一定量的反應聚合膠。聚合的反應能(放熱)被用來驅動這一過程,來減少生產成本。反應物聚合物膠然后被粉碎,干燥并研磨到最終的粒徑。任何提高高吸水性高分子性能的措施通常在最終粒徑完成后進行。
懸浮聚合
有些公司實踐了懸浮液過程,因為在聚合過程中,它可以提供較高的生產控制和產品工程水平。這一過程,將水基反應物懸浮在烴基溶液。最終的結果是懸浮聚合能夠在反應器中生成初級高分子顆粒而不是在反應后機械粉碎。在反應階段中或者后也可以進行性能增強。
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