高吸水保水高分子第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四一、什么是吸水和保水材料？吸水保水材料高吸水保水材料吸水第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四二、高吸水高分子材料的發(fā)展

20世紀(jì)60年代，高吸水保水高分子材料萌芽,吸水能力為自重的10～30倍。20世紀(jì)50年代，美國Goodrich公司開發(fā)了交聯(lián)聚丙烯酸；保羅·弗洛里通過大量的實驗研究，建立了高分子凝膠吸水理論，也稱Flory吸水理論，為高分子吸水保水材料的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四20世紀(jì)60年代中期高吸水保水高分子材料開始了它的新紀(jì)元吸水能力300－1000g/g20世紀(jì)60年代末－70年代初美國、日本、德國、法國開展了大量研究20世紀(jì)80年開始采用天然產(chǎn)物的衍生物制備高吸水材料我國高吸水高分子材料研究進(jìn)展20世紀(jì)80年代起步起步晚！主要參與單位：化學(xué)所、長春應(yīng)化所、廣化所、武漢大學(xué)、華東理工、四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、吉林大學(xué)、華南理工、天津大學(xué)、西安交大、湘潭大學(xué)等40多個科研單位差距：論文多，專利技術(shù)少第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四三、高吸水高分子材料的分類根據(jù)交聯(lián)反應(yīng)類型分①用交聯(lián)劑交聯(lián)在材料體內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如多反應(yīng)官能團(tuán)交聯(lián)劑交聯(lián)的水溶性聚合物，多價金屬離子交聯(lián)的水溶性聚合物、高分子交聯(lián)劑交聯(lián)的水溶性聚合物等；②通過反應(yīng)物的自交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺等的自交聯(lián)；③采用高能射線輻照使反應(yīng)物交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，如聚乙烯醇、聚氧化烯烴的射線輻照進(jìn)行交聯(lián)；④水溶性聚合物導(dǎo)入疏水基或形成結(jié)晶度較高的聚合物使之不溶于水，如聚丙烯酸與含長鏈（C12～C20）的醇進(jìn)行酯化反應(yīng)得到不溶性的高吸水性聚合物等。第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四三、高吸水高分子材料的分類按親水基團(tuán)分①非離子系:如羥基類、酰胺基類等②陰離子系:如羧酸類、磺酸類、磷酸類等③陽離子系:如叔胺類、季銨類等④兩性離子系：如羧酸－季銨類、磺酸－叔胺類⑤多基團(tuán)類：如羧酸－羥基類、羧酸基－酰氨基－羥基類、磺酸基－羥羧基類等由于基團(tuán)間的協(xié)同效應(yīng)，一般多基團(tuán)類的吸水性能優(yōu)于單一基團(tuán)第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四按親水基團(tuán)引入的方法，高吸水保水材料可以分為：①親水性單體聚合；②疏水性單體羧羥甲基化反應(yīng)；③親水性單體與疏水性單體接枝反應(yīng)；④氰基、酯基的水解反應(yīng)等類型產(chǎn)品形狀可分為：粉末狀、球狀、纖維狀、薄膜狀、乳液狀、塊狀等多種形態(tài)三、高吸水高分子材料的分類第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四四、高吸水高分子材料的結(jié)構(gòu)特征

高吸水性樹脂是在水溶性聚合物的基礎(chǔ)上通過交聯(lián)水解技術(shù)制得,它具有低交聯(lián)度、高溶脹率、不溶于水的結(jié)構(gòu)和性能特征。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看,高吸水性樹脂主鏈或側(cè)鏈上含有親水性基因如羥基、酰胺基、羧基、磺酸基等;從物理結(jié)構(gòu)看,這是一個低交聯(lián)度的三維網(wǎng)絡(luò)。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四高吸水高分子的吸水機(jī)理第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.1在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用改善土壤性能，抗旱保水，保肥增效防止土壤沙漠化，沙漠變綠洲植物生長促進(jìn)劑農(nóng)用薄膜農(nóng)藥緩釋劑其他應(yīng)用五、高吸水高分子材料的應(yīng)用第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.2在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用生理衛(wèi)生用品醫(yī)療用品人工器官五、高吸水高分子材料的應(yīng)用5.3在日用化學(xué)方面的應(yīng)用化妝品中的應(yīng)用保濕、潤滑性；成膜性和易剝離性；化妝品添加劑芳香劑的釋放基材第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.4在土木建筑方面的應(yīng)用止水防水材料結(jié)露防止劑、潤濕劑防污涂料易玻璃涂料高強(qiáng)度混凝土制品五、高吸水高分子材料的應(yīng)用第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.5在石油化工方面的應(yīng)用堵水劑石油工業(yè)管線密封原料或成品的脫水污水處理五、高吸水高分子材料的應(yīng)用第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.6在礦山防塵方面的應(yīng)用抑止露天礦山路面的粉塵飛揚(yáng)防止巷內(nèi)落塵飛揚(yáng)尾砂庫或排土場的抑塵劑礦巖裝卸過程的抑塵劑爆破作業(yè)的抑塵劑五、高吸水高分子材料的應(yīng)用第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四5.7在食品工業(yè)方面的應(yīng)用食品保鮮材料食品增稠劑食品脫水劑五、高吸水高分子材料的應(yīng)用第15頁，共16頁，202