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高吸水性樹脂能夠吸收自身重量幾百倍至千倍的水分，無毒、無害、無污染；吸水能力特強(qiáng)，保水能力特高，通過丙烯酸聚合得到的高分子量聚合物→高保水量，高負(fù)荷下吸收量的平衡，所吸水分不能被簡(jiǎn)單的物理方法擠出，并且可反復(fù)釋水、吸水。本文主要從高吸水性樹脂簡(jiǎn)介、原理、分類、制備、應(yīng)用與展望6個(gè)方面來介紹。
一、什么高吸水性樹脂？
1.概念
高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer，簡(jiǎn)稱SAP)，是一種含有羥基、羧基等強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的新型功能高分子材料。
2.特性
它不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，并具有獨(dú)特的性能:強(qiáng)吸水性和保水性。與傳統(tǒng)的吸水材料如海綿、棉花、纖維素、硅膠相比，高吸水性樹脂吸水量大，能迅速吸收幾十倍甚至幾千倍自身重量的液態(tài)水，且保水性強(qiáng)，即使在受熱加壓下也不易失水，同時(shí)又具有高分子材料的一些特性。
圖：膨脹橡膠
吸水樹脂環(huán)保無毒特性
由于高吸水聚合物具有無毒、對(duì)人體無刺激性、無副反應(yīng)、不引起血液凝固等特點(diǎn)，近年來，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。例如，用于含水量大、使用舒適的外用軟膏；生產(chǎn)能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液，并可防止化膿的醫(yī)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。
二、吸水原理
物理吸附：棉花、紙張、海綿等，毛細(xì)管的吸附原理，有壓力時(shí)水會(huì)流出。
化學(xué)吸附：通過化學(xué)鍵的方式把水和親水性物質(zhì)結(jié)合在一起成為一個(gè)整體。加壓也不能把水放出。
圖：吸水樹脂離子型網(wǎng)絡(luò)
高吸水性樹脂吸水三個(gè)階段
階段1：吸水較慢，通過毛細(xì)管吸附和分散作用吸水。
階段2：水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團(tuán)作用,親水基團(tuán)離解, 離子之間的靜電排斥力使樹脂的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。
階段3：隨著吸水量的增大,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓差趨向于零;而網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張的同時(shí),其彈性收縮力也在增加,逐漸抵消陰離子的靜電排斥,最終達(dá)到吸水平衡。
圖：吸水劑微球吸水過程的體積變化
三、高吸水性樹脂的分類
高吸水性樹脂，可以根據(jù)原料來源、親水基團(tuán)引入方式、交聯(lián)方式、產(chǎn)品形狀四種方法來分類，詳情如下表格：
淀粉系高吸水性樹脂：淀粉系高吸水性樹脂最大問題是制備工藝復(fù)雜，產(chǎn)品耐熱性能差，不宜長(zhǎng)期貯存。
纖維素系高吸水性樹脂：陰離子型吸水性材料耐鹽性能比較差，吸水速度慢，而非離子型吸水材料的吸水速度快，而吸水能力比較低，且其制備工藝也復(fù)雜，
合成樹脂系高吸水性樹脂：合成樹脂系高吸水性樹脂較之淀粉系、纖維素系高吸水性樹脂聚合工藝簡(jiǎn)單，單體轉(zhuǎn)化率高、吸水能力高、保水能力強(qiáng)
圖：脫水劑
四、產(chǎn)業(yè)鏈分析及主要生產(chǎn)商
1.產(chǎn)業(yè)鏈分析
（上游）石油氣、天然氣→丙烯→丙烯酸→（中游）高純度丙烯酸→高吸水性樹脂（SAP）→（下游）各領(lǐng)域的應(yīng)用
2.主要生產(chǎn)商
從目前的市場(chǎng)狀況來看，SAP的產(chǎn)能主要掌握在贏創(chuàng)、巴斯夫、住友精化、日本觸媒、三大雅、異興丹森等六大企業(yè)的手中。國(guó)內(nèi)也有十余家SAP生產(chǎn)商，但主要是在中低端市場(chǎng)，中高端市場(chǎng)基本上是外資廠商所占據(jù)。
五、高吸水性樹脂的應(yīng)用
1.日常生活
嬰兒一次性尿布、宇航員尿巾、餐巾、手帕、繃帶、脫脂棉、衛(wèi)生巾等（主要消費(fèi)領(lǐng)域，該領(lǐng)域SAP主要需求商有寶潔、金佰利、尤尼佳等知名企業(yè)）
圖：紙尿褲、衛(wèi)生巾
圖：一次性尿布
2.農(nóng)林園藝
SAP 保水劑廣泛用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝等領(lǐng)域,可起到保水、節(jié)水、抗旱的作用；
圖：SAP 保水劑
3.醫(yī)藥領(lǐng)域
用于含水量大、使用舒適的外用軟膏，生產(chǎn)醫(yī)用繃帶及棉球， 制造抗感染皮膚；
4.建材工業(yè)
SAP 可用作混凝土添加劑,改善混凝土的性能，還可用于瀝青改性、防洪工程等 ；
5.食品工業(yè)
包裝材料、保鮮材料、脫水劑、食品增量劑等；
6.光電纜業(yè)
包括膨脹橡膠、電線和電纜用阻水帶、阻水紗、阻水油膏等。
圖：阻水帶
六、展望
目前，國(guó)內(nèi)外研制的各種高吸水樹脂大部分對(duì)去離子水或蒸餾水有較高的吸水率，在鹽水中的吸水率卻降到1/50~1/10，這就造成其在實(shí)際應(yīng)用中大打折扣。因此要解決以上難題可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：
（1）開發(fā)抗鹽性好的高吸水樹脂，擴(kuò)大使用范圍；
（2）目前國(guó)內(nèi)對(duì)高吸水樹脂研究中，大約90%以上是產(chǎn)品開發(fā)方面的，涉及高吸水樹脂基礎(chǔ)理論的研究很少；
（3）研發(fā)新型的復(fù)合型高吸水樹脂利用無機(jī)或有機(jī)材料與高吸水樹脂物理混合或參與聚合反應(yīng)而制得的復(fù)合型高吸水樹脂；
（4）采用新的引發(fā)方法，特別是微波輻射方法、紫外輻射方法實(shí)現(xiàn)其工業(yè)生產(chǎn)
圖：醫(yī)用脫脂棉
文章來源百度文庫，艾邦高分子編輯整理
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