高吸水樹(shù)脂(SAP)研究進(jìn)展12ContentsSAP的概述SAP的實(shí)際應(yīng)用舉例SAP研究進(jìn)展和發(fā)展方向SAP定義及用途[1]定義：SAP是一種高分子材料，有著優(yōu)異的吸水和保水能力，吸水可達(dá)自身重量的數(shù)百倍甚至數(shù)千倍，并可在數(shù)秒內(nèi)形成凝膠，在受熱、加壓條件下也不易失水。用途：SAP可廣泛用于干燥劑、脫氧保鮮劑、制熱制冷設(shè)備、吸水膨脹橡膠、電纜阻水帶、衛(wèi)生巾、紙尿褲、混凝土外加劑、農(nóng)林抗旱保水、防沙治水等方面。3SAP吸水原理[2]毛細(xì)管作用親水作用滲透壓4圖1

高吸水樹(shù)脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)SAP的分類(lèi)[3]5SAP天然高分子SAPSAP共混物及聚合物合成高分子SAP圖2SAP按原料來(lái)源分類(lèi)淀粉系纖維素系蛋白質(zhì)系其他聚丙烯酸系聚乙烯醇系其他復(fù)合物共混物6合成方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)溶液聚合法[4]減小凝膠效應(yīng)；無(wú)污染；反應(yīng)較快溫度不易控制；易暴聚；后續(xù)處理能耗多反相懸浮聚合法聚合熱易去除；反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)；可得球狀SAP；粒徑大小可調(diào)節(jié)易造成污染；無(wú)法連續(xù)化生產(chǎn)輻射聚合法[5]工藝簡(jiǎn)單；可連續(xù)操作；反應(yīng)時(shí)間短投資大，工業(yè)化困難反相乳液聚合法[6]傳熱控溫容易；可在低溫下聚合；反應(yīng)速率快，分子量高；油相可重復(fù)使用；可直接得到聚合物乳液穩(wěn)定性難以控制；溶劑需回收接枝聚合法[7]具備多種均聚物所具備的性能操作不易控制，反應(yīng)物粘連合成SAP的主要方法表1SAP合成方法簡(jiǎn)介SAP國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求情況[8]表22013~2015年國(guó)內(nèi)SAP消費(fèi)情況產(chǎn)量：萬(wàn)噸年份產(chǎn)量進(jìn)口量出口量消費(fèi)量2013406.012.533.52014465.310.141.22015586.010.853.27圖32015年國(guó)內(nèi)SAP消費(fèi)結(jié)構(gòu)8ContentsSAP的概述SAP的實(shí)際應(yīng)用舉例SAP的研究進(jìn)展和發(fā)展方向9SAP應(yīng)用于混凝土[9-12]混凝土缺陷混凝土自收縮開(kāi)裂SAP用途內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用機(jī)理SAP吸水保水、滲透壓待解決問(wèn)題混凝土強(qiáng)度10種子迅速吸水膨脹、緩釋農(nóng)藥、緩釋肥料種子包衣優(yōu)勢(shì)種子包衣吸水膨脹，緩慢釋放活性物質(zhì)作用機(jī)理種子包衣率低、種衣易脫落、衣膜易溶于水、發(fā)芽率低、缺乏針對(duì)性、藥效低、成本高不足之處SAP應(yīng)用于種子包衣[13]11ContentsSAP的概述SAP的實(shí)際應(yīng)用舉例SAP的研究進(jìn)展和發(fā)展方向12SAP研究進(jìn)展[14]12341950年1974年現(xiàn)今20世紀(jì)80年代Goodrich公司開(kāi)發(fā)出了聚丙烯酸交聯(lián)的生產(chǎn)技術(shù)，美國(guó)成為研制和開(kāi)發(fā)使用SAP最早的國(guó)家。我國(guó)研究和應(yīng)用生產(chǎn)SAP相對(duì)美國(guó)、日本、歐洲依然比較緩慢。目前我國(guó)有三十多家單位參與高吸水樹(shù)脂的研究與生產(chǎn)應(yīng)用，但大部分仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，國(guó)內(nèi)需求主要依靠進(jìn)口。Flory建立了SAP吸水理論，為SAP之后的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。13SAP發(fā)展方向在保持優(yōu)良的吸水、保水能力基礎(chǔ)上，還應(yīng)該進(jìn)一步改善產(chǎn)物的耐熱、耐鹽、凝膠強(qiáng)度等性能。制備各類(lèi)復(fù)合材料，將無(wú)機(jī)物質(zhì)加入到中，降低生產(chǎn)成本同時(shí)提高其性能，是所得產(chǎn)物更加環(huán)保。研究新型，實(shí)現(xiàn)多功能化，以進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域研究可降解性產(chǎn)物，降低對(duì)環(huán)境的危害。14參考文獻(xiàn)[1]李蕾,王光華,李文兵,等.淀粉接枝聚丙烯酰胺的結(jié)構(gòu)研究[J].應(yīng)用化工,2006,35(3):213-216.[2]田光磊.丙烯酸系高吸水樹(shù)脂微球的制備及性能研究[D].導(dǎo)師：賈振宇;陳偱軍.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,2016.[3]許曉秋,劉廷棟.高吸水性樹(shù)脂的工藝與配方[J].2004.[4]張翠榮.多功能高吸水樹(shù)脂的合成與應(yīng)用研究[D].廣東:廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.[5]羅情丹.丙烯酸系列高吸水樹(shù)脂的合成與性能研究[D].中國(guó)海洋大學(xué),2012.[6]王一坤.膠原水解物改性聚丙烯酸類(lèi)高吸水樹(shù)脂的研究[D].鄭州大學(xué),2011.[7]吳杰輝.可降解性高吸水樹(shù)脂的設(shè)計(jì),合成及綜合性能研究[D].武漢工程大學(xué),2015.[8]孫陸晶,王獻(xiàn)武.高吸水性樹(shù)脂(SAP)市場(chǎng)分析及前景展望[J].中國(guó)石油和化工經(jīng)濟(jì)分析,2016.[9]王志玉,劉作新.高吸水樹(shù)脂的性能及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].土壤通報(bào),2004,35(3):352-356.[10]黨民團(tuán),李吉鋒.我國(guó)農(nóng)用超強(qiáng)吸水樹(shù)脂的研究進(jìn)展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,62(2):83-85.[11]劉世君,馮銀治,鄭廣勛.保水劑在水土保持中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].[12]周昌,曾永明,張宏喜,等.可降解高吸水樹(shù)脂及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].廣州化工,2016(2016年09):21-24,48.[13]葛繼濤,甘德芳,孟淑春.種