高吸水性树脂的制备与应用

㈠ 高吸水性树脂与高吸油性树脂在结构上有何不同

高吸水与高抄吸油性树脂

• 本书是一本较系统介绍高吸收性树脂的图书。书中较详细地介绍了高吸水性树脂和高吸油性树脂的基本理论；制备的各种途径、方法与实例；各种性能指标与要求；成品的应用技术与实例以及高吸收性树脂未来的发展前景等。

㈡ 吸水材料有哪些

水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。 1 天然水溶性高分子 天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。 2 半合成水溶性高分子 这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉（如阳离子淀粉）。 3 合成水溶性高分子 此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。 3.1聚丙烯酰胺（PAM） 在工商业中凡含有50% 以上丙烯酰胺单体的聚合物都泛称聚丙烯酰胺，是一种线型水溶 性高分子，是造纸工业应用最为广泛的品种。 PAM用于造纸领域一般是相对分子质量为 )100～500 万的产品，其主要应用有两个方面：即纸张的增强剂和造纸用助留剂和助滤剂。低于上述相对分子质量的 PAM( 可作为分散剂，改善纸页抄造匀度，高于者可作为造纸废水处理用絮凝剂。 聚丙烯酰胺本身是中性材料，几乎不能被纸浆吸附，也不可能发挥作用，因此需要在其结构中导入一个电性基团。视电性基团的类型不同，聚丙烯酰胺产品有阴离子、阳离子、两性离子等。 3.1.1 阴离子聚丙烯酰胺（APAM） 当导入羧基时可获得阴离子聚丙烯酰胺。由于与纸浆纤维上负电性相斥，因此在应用时必须加入造纸矾土作为阳离子促进剂。这种应用不但麻烦，而且无法实现中性抄纸技术带来的经济效益。据统计，国外造纸工业 90 年代 APAM( 的应用比例已由 60% 下降到30% ，而阳离子聚丙烯酰胺却由 20% 急速上升到50%以上。 3.1.2 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM） 在CPAM的工业制备方法中，以丙烯酰胺为主要单体与其他阳离子单体共聚的方法，因其分子结构、电荷分布、相对分子质量易于控制而被越来越多地加以采用。 阳离子聚丙烯酰胺可以直接吸附在纸浆上，在广泛的 12范围内都有效。 3.1.3 两性聚丙烯酰胺 （C－PAM） CPAM( 在日益复杂的造纸生产环境里也暴露出“先天不足” 。主要表现在：随着造纸白水封闭化程度的提高，白水中溶盐浓度持续积累性上升，在一定程度上抵消了 0PAM( 的使用效果；由上述原因而导致增加阳离子高分子助剂的添加量，造成抄造条件下的过阳离子体系，操作困难，效果反而下降；现代造纸条件下，经常使用高配比的二次纤维，由此而带来的“阴离子垃圾”也会恶化助剂的使用效果。于是人们又研发出两性聚丙烯酰胺，在其分子中既有阳离子基团，又有阴离子基团，其增强和助留助滤作用好于单独使用阳离子型高分子，更好于阴离子型高分子。 考虑到上述离子型聚丙烯酰胺仍为线型高分子，在与纤维结合程度上以及抵抗白水溶盐影响方面仍有不如人意之处，科技人员正试图根据抄纸环境的变化特点，设计、制备出支链型乃至立体型聚丙烯酰胺水溶性高分子。 3.2 聚酰胺环氧氯丙烷（PAE） PAE的制备分两步，第一步是合成聚酰胺，第二步是在此基础上引入环氧基。第一步合成的聚酰胺分子中含有阳离子基团，能与纤维素形成静电结合，而第二步引入的环氧基具有进一步的反应性能，因此 PAE 是一种反应性的水溶高分子材料，并且具备了纸张湿强剂必须具有的四个特性，即（1）必须是高分子；（2）必须是水溶性的；（3）必须是阳离子型的；（4） 必须能形成化学网络结构，反应为热固型。 目前，PAE 是一种重要的湿强剂，但属于含有氯的高分子材料，对环境保护而言是不利的。 3.3 聚乙烯亚胺（PEI） 作为水溶性高分子，PEI直接加入浆料中，由于它的水溶液呈阳离子性，因此可作为阳离子型增湿强剂，与 PEI 相比，它的分子中无热固性反应基团，也不能固化而得湿强度，而是通过与纸浆上羟基产生强的静电吸引形成次价力交联网络，这与PEI 产生湿强度的机理是不同的。相比之下，PAE 提供的纸张湿强度要比 PEI 提供的低一 些。 3.4 聚氧化乙烯（PEO) PEO是环氧乙烷经多相催化通过阴离子开环聚合而成的水溶性高分子，与聚乙二醇（PEG)在形式上具有相同的结构式，一般以相对分子质量不同来区分，两万以下的称为聚乙二醇，两万以上的称为聚氧化乙烯。 PEO 在造纸工业中最主要的用途是用作纸浆长纤维分散剂，还可用作助留助滤剂、水溶性功能纸粘合剂以及某些合成纤维、玻璃纤维及聚烯烃专用纸制备的组方之一。 与上述水溶性高分子不同的是，PEO是一种非离子型高分子，当用作助留助滤剂时，对木素含量较少的化学浆而言，其留着率显得不稳定，应考虑同时加入 PEO活性助剂，如酚醛树脂硫酸盐浆木素等，以提高助留助滤的效果。PEO用作纸张增强剂 的应用正在积极地研发之中。 一般用作长纤维分散剂的PEO相对分子质量范围为250～300万，其伸展的高分子结构阻止了纤维表面的相互接近，同时能提高纸料悬浮体的粘度，这些都限制了纤维絮凝的产生。在抄造卫生纸、餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸时使用效果明 显，起到了湿部成形助剂的作用。 3.5 聚乙烯醇（PVA) 聚乙烯醇不能由乙烯醇直接聚合，因后者极不稳定，可由聚醋酸乙烯经干法工艺路线发生碱性醇解而得。聚乙烯醇具有优越的成膜性能和粘接强度，因此决定了它在造纸工业中主要有两方面的应用。一是用作纸张施胶剂，另一个则是用作涂布纸颜料的粘合剂。除此之外还可用于与造纸工业紧密相关的纸与纸板加工用粘合剂等。 用于纸张表面施胶剂 的PVA，一般选用聚合度为1700左右，醇解度为567 2 557，基本达到完全醇解的牌号。用于颜料粘合剂时，PVA 聚合度越高，则涂布纸表面强度越高，但涂料流动性变差；醇解度越高，纸张涂布层的抗油、抗溶性越好，但涂料流动性也会下降。为此可将PVA 与合成胶乳复配使用或对PVA 专门进行改性以适应高速涂布机的生产要求。 3.6聚丙烯酸及其共聚物（PAA) 作为高吸水性树脂，已广泛用于妇女卫生巾、儿童纸尿布、成人失禁生理材料等，极大地拓展了造纸产品的花色品种。此外，聚丙烯酸钠在造纸涂布用颜料分散剂以及表面施胶剂方面的开发和利用，正成为新的课题。 3.7 聚乙烯吡咯烷酮（PVA) PVP分子中既有亲水基团也有亲油基团，比一般水溶性高分子材料性能更加优越。目前，PVP 在造纸工业中还仅仅在高档产品中使用以获得高附加值。例如，PVP材料用于彩色喷墨打印纸的涂层，固化后的 PVP纸张涂层可使彩色喷打墨水快速干燥，涂层透明。 以上仅为造纸工业与水溶性高分子材料完美结合数例中冰山之一角。近年来，造纸工业抄造条件千差万别，纸制品多品种化程度日益提高，环境保护的加强等诸多因素，为性能优异、分子制备灵活多样的水溶性高分子材料创造了广阔的应用前景。

㈢ 谁知道有什么水溶性的高吸水高分子材料

淀粉就是啊

㈣ 功能高分子材料的主要材料

复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。
与金属和半导体相比较，导电高分子的电学性能具有如下特点： 通过控制掺杂度，导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。目前最高的室温电导率可达105S/cm，它可与铜的电导率相比，而重量仅为铜的1/12； 导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向电导率随拉伸度而增加，而垂直拉伸方向的电导率基本不变，呈现强的电导各向异性； 尽管导电高分子的室温电导率可达金属态，但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性，而服从半导体特性； 导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子，也不同于半导体的电子或空穴，而是用孤子、极化子和双极化子概念描述。 应用主要有电磁波屏蔽、电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等)、微波吸收材料、隐身材料等。 (1)反渗透膜
反渗透膜主要是不对称膜、复合膜和中空纤维膜。不对称膜的表面活性层上的微孔很小（约2nm），大孔支撑层为海绵状结构；复合膜由超薄膜和多孔支撑层等组成。超薄膜很薄，只有0.4mm，有利于降低流动阻力，提高透水速率；中空纤维反渗透膜的直径极小，壁厚与直径之比比较大，因而不需支持就能承受较高的外压。
反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纤维素膜透水量大，脱盐率高，价格便宜，应用普遍。芳香聚酰胺膜具有优越的机械强度，化学性能稳定，耐压实，能在pH值4-10的范围内使用。聚苯并咪唑反渗透膜则能耐高温，吸水性好，适用于在较高温度下的作业。反渗透装置已成功地应用于海水脱盐，并达到饮用级的质量。海水淡化的原理是利用只允许溶剂透过，不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。用RO(Reverse Osmosis )进行海水淡化时，因其含盐量较高，除特殊高脱盐率膜以外，一般均须采用二级RO淡化。但是海水脱盐成本较高，主要用于特别缺水的中东产油国，例如2012年统计数据世界最大的海水淡化厂就位于沙特阿拉伯。
(2)超滤膜
超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔质膜，它几乎可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒子截留分离。超滤膜的分离性能就是用它所截留物质的分子量大小来定义的。超滤膜分离技术主要用于分离溶液中的大分子、胶体微粒。通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留，是溶质分子与小分子溶剂分离的膜过程 。
(3)微滤膜
微滤膜是指孔径范围为0.01-10μm的多孔质分离膜，它可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体中比较彻底地分离除去。流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的使用方式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。
(4)气体分离膜
气体分离中常用的高分子膜，是非对称的或复合膜，其膜表层为致密高分子层，即非多孔高分子膜。这种膜材料需要具有优良的渗透性。
(5)催化膜
在膜反应器中，利用膜的载体功能将催化剂固定在膜的表面或膜内来制备催化膜。有些膜材料本身就具有催化活性。在反应涉及加氢、脱氢、氧化以及与氧的生成有关的体系时，则常采用金属膜、固体电解质膜，这些膜具有选择性透过氢和氧的能力。 隔膜催化技术有效性的主要特征是生产率和选择率。生产率是由通过隔膜以及隔膜表面上反应物和生成物的分离率来决定的。 吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料，从外观形态上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境关系密切：温度因素，树脂周围的介质.
（1）吸水性高分子
高吸水性树脂的研究始于60年代，世界上最早开发的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产物，即在淀粉上接枝丙烯腈然后水解而成。
通常情况下，纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比淀粉类树脂低，但是吸水速度快是其特点之一，在一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。
高吸水性树脂的结构特征： 分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； 树脂具有交联结构； 聚合物内部具有较高的离子浓度； 聚合物具有较高的分子量 （2）吸油性高分子
高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料,对于不同种类的油，少则可吸自重的几倍,多则近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力强，在工业的废液处理以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。
高吸油性树脂的结构特征：高分子之间形成一种三维的交联网状结构，材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基的链段和油分子的溶剂化作用，高吸油性树脂发生膨润。基于交联的存在，该树脂不溶于油中。由此可见,交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有密切关系。
（3）其他高分子吸附剂
聚丙烯酰胺分类聚丙烯酰胺产品简介：聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。 阴离子聚丙烯酰胺（APAM）产品描述：阴离子聚丙烯酰胺（APAM）外观为白色粉粒，分子量从600万到2500万水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的PH值范围为7到14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。
工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。饮用水处理：我国很多自来水厂的水源来自江河，泥沙及矿物质含量高，比较浑浊，虽经过沉淀过滤，仍不能达到要求，需要投加絮凝剂，投加量是无机絮凝剂的1/50，但效果是无机絮凝剂的几倍，对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。阴离子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状，可作饲料，酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水，压滤进行回收。用于河水泥浆沉降。用于造纸干强剂。
用于造纸助剂、助率剂。在造纸前泵口式储浆池中加入微量PAM-LB-3阴离子聚丙烯酰胺可使水中填料与细小纤维在网上存留提高20-30%。每吨可节约纸浆20-30kg。
举例：在洗煤过程中产生大量废水，直接排放污染环境，必须沉清后循环利用，回收水中煤泥，也很有价值，但靠自然沉降，费时费力，同时水也不清。
另外，阴离子聚丙烯酰胺在制香行业的应用也越来越受欢迎，阴离子聚丙烯酰胺产品特点：具溶解性好，粘度高，韧性强，易燃无（少）烟、燃烧无异味、无毒等特点；产品性能稳定，避免了其它植物胶粉和普通淀粉因产地、时间不同，粘结质量参差不齐，在香业生产时需要反复调试配方，以免造成产品质量不稳定的现象；香制品外表光洁平整、成型好、不易破碎；尤其是其冷水可糊化性，无需煮糊，将物料直接混和均匀、加水搅拌既可生产，而且加水混合后的物料较长时间放置也不会有物料干硬无法使用的现象发生，有效地节约了能源和方便了生产操作。
使用效果：使用本产品做成的香坯（香制品）外观平整、无断裂、无霉斑，抗折力强，产品成色好、烘晒后不褪色，燃点时间足，可燃性好，过铁齿盘不“断头”熄火，有利于蚊香有效成份的挥散率的提高及可减少成品在烘干过程中的损失，同时，可大大减轻工人的劳动强度、提高工作效率。此外，本品对环境无污染，可满足绿色环保方面对产品的要求。
经济效益：使用本产品可减少原料成本5—12%,节约能耗20—30%。 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）产品特性：阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）外观为白色粉粒，离子度从20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。呈高聚合物电解质的特性，适用于带阴电荷及富含有机物的废水处理。适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理，特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。
用途 用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应型号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。 用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。 用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。 造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。 用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。 用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。 包装与贮存
本品无毒，注意防潮、防雨,避免阳光曝晒。 贮存期：2年,25kg纸袋（内衬塑料袋外为贴塑牛皮纸袋）。
丙烯酰胺单体生产技术
丙烯酰胺单体的生产时以丙烯腈为原料，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品，经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体，此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。
丙烯腈+(水催化剂/水) →合 →丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺
按催化剂的发展历史来分，单体技术已经历了三代：
第一代为硫酸催化水合技术，此技术的缺点是丙烯腈转化率低，丙烯酰胺产品收率低、副产品低，给精制带来很大负担，此外由于催化剂硫酸的强腐蚀性，使设备造价高，增加了生产成本；
第二代为二元或三元骨架铜催化生产技术，该技术的缺点是在最终产品中引入了影响聚合的金属铜离子，从而增加了后处理精制的成本；第三代为微生物腈水合酶催化生产技术，此技术反应条件温和，常温常压下进行，具有高选择性、高收率和高活性的特点，丙烯腈的转化率可达到100%，反应完全，无副产物和杂志，
产品丙烯酰胺中不含金属铜离子，不需进行离子交换来出去生产过程中所产生的铜离子，简化了工艺流程，此外，气相色谱分析表明丙烯酰胺产品中几乎不含游离的丙烯腈，具有高纯性，特别适合制备超高相对分子质量的聚丙烯酰胺及食品工业所需的无毒聚丙烯酰胺。

㈤ 吸水树脂在低温和高温多少度下能正常使用

吸水树脂在低温和常温下，可以正常使用，吸水基本可以达到饱和。
但在较高回的温度下，吸水量答随着温度的升高，而慢慢减少，一般到120℃左右，吸水效果已经非常差了。温度再高，吸附的水分就会解吸，使吸水树脂再生。

㈥ 吸水材料的用途

吸水材料的用途就是吸收水分。而保持物体表面的干爽。
吸水材料也叫吸水树脂，是一种新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。高吸水性树脂是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。
在医用、卫生方面的应用，主要用作卫生巾、婴儿尿布、餐巾、医用冰袋；用于调节环境气氛的胶状日用芳香材料。用作软膏、霜剂、擦剂、巴布剂等的基质医用材料，具有保湿、增稠、皮肤浸润、胶凝的作用。还可以制作成控制药物释放量、释放时间、释放空间的智能载体。
利用高吸水性树脂高温吸水低温释放水的功能制作工业防潮剂。在油田采油作业中，尤其老油田的采油作业，利用超高相对分子质量的聚丙烯酰胺的水溶液进行驱油效果非常好。还可以用于有机溶剂的脱水，尤其对极性小的有机溶剂其脱水效果十分显著。还有工业用的增稠剂、水溶性涂料等。

㈦ 高吸水性树脂对蒸馏水和盐水的吸收量有何不同

高吸水性树脂在蒸馏水和自来水中的吸水率相差很大，主要就是盐类的离子会促进高吸水性树脂的水解，破坏它的空间网状结构。在CaCl2溶液中也是一样的道理吧。

㈧ 为什么高吸水性树脂的制备过程中要避免与水接触

氧气在反应过程是阻聚剂，不利于反应进行，使得产品吸水倍率下降，所以在反应吸水树脂制备完成以后。就用膝盖想想也就知道为什么在制备过程中不能与水