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高吸水性树脂的研究意义与背景

发布时间:2025-08-13 08:41:31

Ⅰ 谁给找份介绍一种高分子材料的论文,3000字左右的,最好这种材料新型的

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高吸水性树脂(英文名为Super Absorbent Resin, 简写为SAR),或者称为高吸水性聚合物(英文名为Super Absorbent Polymer,简写为SAP),是一种含有羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物。与传统吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比,它不溶于水,也不溶于有机溶剂,却又有着奇特的吸水性能和保水能力,同时又具备高分子材料的优点。高吸水性树脂的吸水量高,可达到自重的千倍以上,而且保水性强,即使在受热、加压条件下也不易失水,对光、热、酸碱的稳定性好,还具有良好的生物降解性能。
高吸水性树脂的开发与研究只有几十年的历史。是一种典型的功能高分子材料,具有一般高分子化合物的基本特性。它能够吸收并保持自身质量数百倍乃至数千倍的水分或都数十倍的盐水,并且能够保水贮水,即使加压也很难把水分离出来。这是由于其分子结构上带有大量具有很强亲水性的化学基团,而这些化学基团又可形成各种相应的复杂结构,从而赋予该材料良好的高吸水和高保水特性。
高吸水性树脂与水有很强的亲和力使它在个人卫生用品方面得到广泛应用,并在农业、土木建筑、保鲜材料、改造环境等方面的应用也显示出广阔的前景。如婴儿纸尿片、老年失禁纸尿片布、妇女用卫生巾等,广大发展中国家在这方面的需求不断增长,各国纷纷扩大生产,增加研究和开发力度。高吸水性树脂作为通讯电缆的防水剂、湿度调节剂、凝胶转动装置、活体酶载体、人造雪等方面也得到了大量的研究和应用。高吸水性树脂在农艺园林方面的应用也已表现出令人鼓舞的前景,它有利于节水灌溉、降低植物死亡率、提高土壤保肥保水能力、提高作物发芽率等。高吸水树脂在沙漠治理方面的应用更是具有无可估量的社会效益。由此可见进一步开发高吸水性树脂仍然有很重大的意义。
1.国外状况
高吸水树脂的研究开发始于20世纪60年代后期。1966年美国农业部北方研究所Fan-ta等进行了淀粉接枝丙烯腈的研究,从此开始了高吸水树脂的发展。Fanta等在论文中提出:淀粉衍生物的吸水性树脂具有优越的吸水能力,吸水后形成的膨润凝胶体保水性很强,即使加压也不与水分离,甚至还具有吸湿放湿性,这些材料的吸水性能都超过以往的高分子材料。该树脂最初在Henkel Corporation工业化成功,其商品名为SGP(Starch Graft Polymer)。1971年Grain Processing公司以硝酸铈盐作引发剂,采用丙烯腈接枝在淀粉或纤维素上的方法合成出高吸水树脂。在这一时期,美国Hercules、National Starch、General MillsChemical,日本住友化学、花王石碱、三洋化成工业等公司相继成功开发出了高吸水树脂,德国、法国等世界各国对高吸水树脂的制备、性能和应用等领域也进行了广泛的研究,并取得大量成果。其中成效最大的是美国和日本。此后,国外对SAP的研制、生产和应用便以惊人的速度发展起来。1978年日本实现了SAP工业化生产。
高吸水树脂的生产与消费增长很快,1980年,世界高吸水性树脂生产能力约为5 kt/a,1990年增加到207 kt/a,1999年猛增到1292 kt/a。目前,世界SAP的最大生产商是日本触媒化学公司,其次是Deggusa/Huels集团的Stockhausen公司,第三位是美国Amcol公司的全资子公司Chemdal公司,这3家公司合计能力约占世界总能力的47.2%。欧洲高吸水性树脂的主要生产厂家有法国Atofina公司和SNF Floerger公司,比利时的BASF公司和Nippon Shoku公司,德国BASF公司、Stockhausen公司和Dow化学公司、英国Instrial Zeolite公司等。
美国是世界上最大的高吸水性树脂消费国,消费量约为280 kt,约占世界总消费量的35.0%。欧洲高吸水性树脂的消费量约为200 kt,约占总消费量的25.0%;日本高吸水性树脂的消费量约为80 kt,约占世界总消费量的10.0%;其他地区的消费量约占30.0%。根据预测,2005年世界高吸水性树脂的消费量将达到1000~1100kt,消费量年均增长速度为3.8%~5.5%。
随着其产品多样化及性能的提高,高吸水树脂的应用领域也必将不断扩大。1973年美国UCC公司开始将高吸水树脂应用于农业方面,接着又扩展到农林园艺的土壤保水、苗木培育及输送、育种方面。接着日本、法国等也展开了吸水性树脂的应用研究。现在,高吸水树脂已经广泛应用于农林园艺、医疗卫生、建筑材料、石油工业、食品行业、日用品行业、人工智能材料等各个领域。
2 国内状况
国内高吸水性树脂的研究工作起步较晚,始于20世纪80年代初,与国外相比,我国高吸水性树脂的研究开发与应用相对比较缓慢,2004年我国高吸水性树脂的生产能力也只在30kt/a左右,生产企业近30家,但规模都不大,生产能力在1kt以上的仅7家。
国内有三十多家单位在从事高吸水性树脂的研究。例如上海大学、吉林石油化工研究所、中国科学院化学所、中国科学院兰州化学物理研究所、广州化学所、天津大学、北京化工大学、广东工业大学化工研究所等,这些单位的工作大都着重于水性树脂的合成研究。在应用方面,吉林、黑龙江、新疆、河南等省把高吸水性树脂应用于农业生产中取得了较为可喜的成就。目前,国内高吸水剂的研究工作绝大部分仍处于实验室阶段,有的已转入中试阶段,但工业化的很少,主要还是依靠进口。
目前,在我国高吸水性树脂大部分为进口产品,进口价为1.5-l.8万元/t。国内高吸水性树脂生产成本在1.2-1.5万元/t,售价为1.8-2.2万元/t。预计到 2010年国内高吸水性树脂的需求量将达到100kt。
在我国吸水树脂的消费主要以卫生用品应用为主。在今后我国吸水树脂应用方面卫生材料仍是主流,其需求量还将不断增大。由于我国水资源十分贫乏,水土流失严重,荒漠化土地日趋扩展;并且我国正处于工业化、城市化的加速发展阶段,城市草坪业和花卉业将有巨大的发展空间。吸水树脂作为土壤改良剂,保水保肥剂,种子及苗木移植涂覆剂在农业、林业、园林绿化、改造沙漠等方面将起着重要的作用,有关专家认为,再经过七八年的努力作为保水剂的吸水树脂有可能成为继化肥、农药、地膜之后最受广大农民欢迎的农用化学品之一,其市场前景十分广阔。
高吸水性树脂是一种发展迅速的新材料,在我国极具市场潜力。随着人们对SAP研究的深入,具有耐盐、保水、保肥等多功能SAP的研究已经取得了巨大的进展,但是我国SAP的生产及应用均落后于发达国家,迫切需要快速发展。我国地大物博,土壤沙漠化严重, SAP在农业上的应用具有巨大的潜力,加强对具有抗旱保墒,且具有缓释肥功能的绿色环保型SAP的研究,建立以多功能新型SAP为中心的完整化学抗旱、节水、保水技术体系,并开展大面积的示范推广也是今后研究的重点。此外,目前应用于工业化生产的SAP大多是丙烯酸盐类,原料成本高,不利于大范围应用。加强对非金属矿物/保水复合材料的研究,同时研究简化生产工艺,减少聚合后半成品水分含量从而减少产成品干燥时间和干燥能耗,对于降低SAP成本,扩大SAP应用范围具有重要意义。另外,应该尽快利用原料和市场需求两个优势,引进国外先进技术,并依托国内科研力量进行开发,建设经济规模工业化装置,以便迅速占领这一高增长的市场。http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=1769869&fpage=2

Ⅱ 我国农业干旱地区能用保水剂吗

安信农林保水剂是一种高吸水性树脂,一般能吸收自重几百倍乃至上千倍的水,它具有缓释性、反复性、保水性等多种功能。
一、 性能与特点:
●保水、节水特性:
该品是具有超强吸水能力的高分子材料,反复吸收纯水能力可达自身重量的数百倍乃至上千倍,吸收灌溉水的能力也在100-200倍。其颗粒越细,吸水能力愈强,速度越快。保水剂能快速吸收雨水、灌溉水并保存起来,当植物需要时,又缓慢释放,这样既能保证植物正常生长所需的水份,又能减少因蒸发、渗漏、流失导致水分和养分的损失,保证植物利用更多的雨水和灌溉水。实验证明,植物整个生长期土壤含水量均比对照高5-15%,可节约用水50%以上,其意义相当于降雨量增加了一倍以上,因此能大幅度提高旱区作物的成活率和产量。

●改良土壤的通透性:
保水剂在土壤中可以上千次反复地释水收缩与吸水膨胀,给土壤造成大量的孔隙,提高了土壤的透气性、透水性,改善了根际环境,同时也增强了根际微生物的活动,加快了根际周围有机矿物质的分解有利于根系吸收,促进了根系和植物的生长发育,改良了土壤基质,防止土壤板结,盐渍化。

●促进生长:
可提高种子发芽率5-15%,提早出苗1.5-3天,且促进根系生长,使植物根系更深、更发达。

●吸肥保肥:
施用保水剂的时候,可与大量的水溶性肥料混合使用,在其吸收水分的同时也能够将肥料、农药等一起吸收保存起来而形成“微型水肥库”,然后在干旱季节再缓慢的释放其中的水分和养分,从而提高了肥料利用率减少了肥料流失,增长肥效,节省肥料30%以上,同时减少因肥料渗漏导致的对土壤和地下水的污染(农药原理一样)。

●高度环保:
保水剂无毒、无害、无副作用,经环境监测机构及卫生防疫部门的检测,使用过保水剂对环境和作物没有任何污染,3-5年后,可以最终分解成氨、二氧化碳和水。

二、保水剂的应用范围及使用方法:
A、城市园林绿地(草坪、花坛、足球场、高尔夫球场等):
在北方地区使用保水剂,可使草坪返青提前10天,绿期延长约20天。
1.新种草坪:在土地表面均匀撒上保水剂干粉,然后和表面10厘米深土壤充分混拌均匀,再铺上表土或细沙(有助于保湿),最后将草籽撒入土壤表面,钯平镇压,浇透水(以确保保水剂能吸足水分)。 保水剂用量为沙质上80克/平方米、沃土40克/平方米、粘土20克/平方米。
2.移植草坪:在准备铺植草坪的土壤表面均匀撒施一层保水剂干粉,和表面10厘米深土壤充分混拌均匀,然后将草皮铺好,再浇大量的水即可,用量同上。
3.液力直接喷播:在公路护坡、高尔夫球场草种喷播上,将保水剂与草种、木纤维及粘合剂结合使用,用量为每平方米2~10克。
4.客土喷播:保水剂和土壤、肥料等混合喷在需要覆盖的基础层,然后再二次喷播种子。保水剂的用量一般是40克/平方米,可根据斜坡的坡度、植物的需要、气候条件的不同调整用量。

B、植树造林:
可用于树木、灌木的栽培。保水剂能够有效降低移植死亡率,帮助根系发育,促进植物生长,提高成活率20%。在干旱地区荒山造林上使用效果更为显著。
1. 苗木移植:
挖一个足够容下移栽树根的坑,将顶层5厘米土留出来,树坑内其他的土与保水剂充分混合均匀,保水剂用量:每立方米土用1公斤-2公斤,然后将混合后的土填入坑内的底部,将成树放入坑内,再将其他混合土填入四周,压实后,浇透水(可多浇几遍),再将顶层留出的土填入。有条件的地方最好是将保水剂吸饱水呈凝胶体后使用,效果更好。
在干旱地区可用沾根法,将保水剂充分吸足水成凝胶体,加泥土调成凝胶泥浆,将此泥浆包裹根系后植入坑内,再填土,保水剂用量为10-300克/株。
2.扦插蘸枝:
对需扦插的枝蔓可在枝蔓基部4-5cm处浸蘸保水剂凝胶体,浸蘸均匀后栽植。
3.原有树木:
在树冠投影处挖20厘米左右宽的沟(沟深视根系分布情况而定,要求达到根系集中分布层),将沟内土挖出与保水剂拌匀(用量按每立方米土拌保水剂干粉1-2公斤)后回填,踏实后浇透水。有条件的地方最好是将保水剂吸饱水呈凝胶体后使用,效果更好。
4. 苗木运输或花卉保水:
将保水剂用水浸成凝胶状,再加与凝胶状同等体积的腐植土与草木灰,用适量水调成泥状,用此泥包裹苗木、花卉的根系,可提高苗木的成活率20-50%。

C、大田作物
对大田作物如小麦、玉米、花生、大豆、棉花等使用方法如下:
1.拌种 保水剂吸饱水后所形成的胶体称凝胶体,将凝胶体用水稀释2-3倍,加入需要拌种的种子中,边加边搅拌,直到拌匀,堆闷4-5小时,种子无粘连即可播种,播种后浇透水。每0.5kg凝胶体拌种量如下:小麦为15-20kg,玉米、大豆、高梁、花生、棉种(脱绒)为20kg;谷子、棉种(未脱绒)为15kg。(这里为推荐用种量,具体可视种粒大小及种子表面光滑程度而定。)
2.浸种 将种子放入保水剂凝胶体中,浸种12小时,阴干后播种,播后浇透水,用量为凝胶体:种子=1:5-10(一般点播时用此方法)
3.涂膜 播种前,先将种子用水浸泡,表面完全湿润后,撒入保水剂的粉末中,使表面沾一层保水剂,然后撒播于耕地。保水剂用量大致在4-5公斤/亩.
4.干播法 将保水剂干粉与化肥、农药、杀菌剂等均匀混合后,随播种机播于沟内或人工播种,然后浇足水。保水剂用量大致在4-5公斤/亩。

D、蔬菜、经济瓜果类:
1.拌种:保水剂凝胶1公斤,加入4公斤苗期需水量较大而需浸种的蔬菜、瓜类等种子中拌均匀,堆闷1-8小时,无粘连时即可播种。也可以将保水剂直接拌土,再加入仅湿润表面的种子中,用通常方式整地,用传统的方法播种后,充分浇水。对于穴植类的西红柿、青椒及豆类,将穴内的土与保水剂(每亩3-5公斤保水剂)充分拌匀后回填穴内浇足水即可。
2.苗床育秧:按1-2公斤/亩的保水剂用量,加水形成凝胶体撒在育秧土上,与上层土混均后播种,最后用无保水剂的细土覆盖表面。
3.蘸根:幼苗移植也可用此方法,即把幼苗根部去土放入保水剂的凝胶体中浸蘸移植,植苗后应浇透水。

E、花卉:
1.盆栽花卉:盆栽花卉中,将保水剂(用量应按1~2公斤/立方米土)、肥料和土壤按比例拌均后,回填到花盆内,栽好花后,充分浇透水。定植花卉时先装混合土至7成满,再在表面覆盖2cm以上不含保水剂的土。
2.制成七彩水晶凝胶:保水剂吸水后制成凝胶,加入红、黄、蓝、绿、紫 等多种色彩,酷似水晶,可以把几种不同色彩的水晶凝胶分层混装在透明的花瓶、工艺玻璃缸等容器中,再栽入不同品种的花卉,具有很好的装饰效果和很强的观赏性。

三.产品优势:
1.国际国内市场情况:保水剂在国外从九十年代已被广泛使用,目前国内所用的保水剂主要依赖进口。近年来虽有几家企业以水溶液法生产,但因技术未过关,产品质量不高,很难与进口产品相比,生产规模也不大,不能达到质优价廉的市场需求。
2.技术优势:我公司经过多年自行研究,采用全球唯一的光化学聚合法生产本剂。产品纯度高、性能好、质量稳定。经过多年的稳定生产,已形成年产6000吨规模。自主发明的多项具有国际先进水平的专利技术,获得了一系列技术突破。其中吸水倍率、受压吸收量、耐候性、重复性、稳定性、产品外观、手感等性能指标均处于国际领先水平。对此,在北京召开的“第二届全国保水剂应用研讨会”上,得到了有关专家的认可。

Ⅲ 一文读懂功能高分子材料的应用及发展前景

功能高分子材料源于20世纪60年代末期,通过在高分 子上修饰反应基团,使其具有化学反应活性、催化活性、导 电性及生物相容性等特殊功能。相较于传统高分子材料,功能高分子材料不仅具备理化特性,还因经修饰的特殊基团而具有其他特殊性能,备受瞩目。当今研究的热点主要是功能高分子的性能与其结构的联系,通过不断研究开发功能高分子的新型结构及合成方法,筛选出具有更多功能的新兴功能高分子,拓宽功能高分子材料的应用领域。随着 科技 的进步,功能高分子材料领域正进行创新和发展以服务 社会 。

一、功能高分子材料的分类

功能高分子材料兼具传统高分子材料的性能和特殊修饰基团带来的特性,按功能特性可以分为具有反应型、光、 电、生物医用、环境降解、形状记忆、吸附分离、液晶、导热等功能的高分子材料,按照结构可以分为主链型、侧链型和接合型3种。

1.反应型功能高分子材料

反应型功能高分子材料通过将反应活性中心或催化性中心接枝到高分子链上,达到将小分子试剂或催化剂高分子化的目的,主要包括高分子催化剂和高分子试剂等。

2.光功能高分子材料

光功能高分子材料具有将光吸收、存储和转换的能力,主要包括光敏涂料、荧光剂、光转化材料、光致变色材料和光导材料等。

3.电功能高分子材料

电功能高分子材料主要依靠自身提供的导电载流子导电或者通过添加炭黑、金属粉、箔等实现导电,主要包括聚乙炔、线型聚苯以及各类导电塑料、橡胶、涂料和薄膜等。

4.生物医用功能高分子材料

生物医用功能高分子材料主要用于诊疗疾病,还可以充当生物体组织器官的替代品或者起到辅助作用的材料,主要应用于人工器官、药物释放、生物组织工程等领域。

5.环境降解功能高分子材料

环境降解功能高分子材料是指通过一定手段可以降解的高分子材料,主要包括光降解和生物降解两大类,被广泛应用于生物工程和医用降解高分子材料等学科领域。


6.形状记忆功能高分子材料

形状记忆功能高分子材料是指改变并固定形状后,通过改变外界条件(温度、pH、电场力等)能恢复初始形状的材料,主要有热感、电感、光感和化学感应型,被广泛应用于包装、建筑等行业。


7.吸附分离功能高分子材料

吸附分离功能高分子材料是具有吸附功能的高分子材料,主要有离子交换树脂和吸附树脂等。

8.液晶功能高分子材料

液晶功能高分子材料主要来自纤维基体和树脂基体的宏观复合,液晶高分子材料强度较高、热胀系数较小、电光学性质较好,主要用于制作液晶显示、复合材料,在电子工业有广泛的应用。

9.导热功能高分子材料

导热功能高分子材料是指具有良好导热性能的高分子材料,主要有高导热绝缘胶黏剂等。

二、功能高分子材料的应用

功能高分子材料由于功能较多,在生产生活中应用广泛。因此,功能高分子材料近年来逐渐朝着多功能化方向发展,电磁材料、导电材料、光热材料等相继出现。

反应型功能高分子材料主要应用于化学合成和化学反应,特点是具有高反应活性、高选择性和专一性。光功能高分子材料只有交联光和分解光的功能,在受到物理作用和化学作用的情况下,会表现出与光相同的特性,如光稳定剂、光敏涂料、荧光剂、光转化材料、光致变色材料和光导材料,主要应用于光导纤维、太阳能、集成电路和光电池等,在电子工业领域以及太阳能的开发利用等方面得到了广泛的应用。电功能高分子材料被广泛用于生产特殊用途的电池,例如电子器件以及敏感器件等。生物医用功能高分子材料在生物体出现生理系统疾病时,可以对疾病起到诊断及治疗的作用,有效促进生物体功能的恢复,不仅能对局部组织和器官起到再生作用,还能减轻痛苦、延长病人寿命,提高病人的生活质量。

近年来,高分子材料的发展非常迅速,应用也日益广泛,但在自然环境中很难分解,造成了大量白色污染。因此,发展可降解高分子材料成为必然趋势。环境降解功能高分子材料在食品包装盒、医药领域的应用潜力巨大。形状记忆功能高分子材料具有质量小、形变量大、成型容易等优点,被用于医疗、包装、建筑等领域。离子交换树脂作为代表,在化学工程、环境工程中是常用的吸附分离材料,高吸水性树脂还能吸收大量的水,可用作农业、园林、苗木移植用保水剂。得益于电器行业的迅猛发展,液晶功能高分子材料近年来发展势头迅猛,远超通信业、工业及运输业,主要用于制作光缆结构件、机械手、复合材料、功能件、泵/阀门组件、 接插件、继电器、模塑印刷电路板等,显著促进了液晶功能高分子材料及其他高新 科技 的发展。导热功能高分子材料应用广泛,在航空航天、日化领域均有涉及。

在生物医用中 ,功能高分子材料(如反应型、生物医用 和环境降解型功能高分子材料)的应用较为广泛,包括人工器官、药物释放、生物组织工程等领域。生物相容性较好的功能高分子材料在器官移植领域贡献突出,如我国自主研发的高分子材料髋关节,排异反应小、相容性好,病患受益显著。生物医用中较为常见的还有医用塑料等,在医疗器械中作为原材料占比超过15%。

在化学工业的生产中 ,离子交换树脂、大孔吸附树脂等 有机活性材料和其他特殊功能的高分子材料早已被广泛应用,高分子酶将现阶段人们普遍使用的高温、低压反应转化为常温、低压的反应,为我国的化学工业发展带来一次质的飞跃。高效率的高分子分离膜给化工制造打下了良好的基础。功能高分子材料还可以通过制备相关传感装置优化工业的自动化控制,表明化学工业领域是功能高分子材料充分 应用的重要场所之一。

在电子工业领域 ,功能高分子材料在集成电路制造和有机电子器件制作中均有应用。例如光敏抗蚀剂与光敏胶可用于集成电路的制造,随着 社会 的发展,对其性能提出了更高的要求。其中,感光树脂能起到很好的抗腐蚀作用,用化学腐蚀法去除和保留半导体氧化层功效显著。

在信息领域 ,信息储存介质可以用液晶高分子材料制作,现阶段研究的主要内容是以热熔型侧键液晶聚合物为材料制作信息存储介质。相较于光盘存储,其可靠性高、质地坚硬,可作为重要数据的长久存储方式。同时,高分子液晶在电子工业领域也有广泛应用。


三、功能高分子材料的发展前景


随着 社会 的发展和 科技 的进步,功能高分子材料的研究不断深入。国内外都开始对新型有机功能高分子材料展开深入的开发和研究,不仅给人们的生活带来了一定便利, 还推动了 社会 的发展。目前,我国高分子材料相关研究内容主要体现为材料的安全性、对组织和血液的相容性、生物学性能,提高了力学、机械、物理等性能。功能高分子材料不局限于此,朝着绿色化、智能化、多功能化和高性能化方向发展。

(1)功能高分子材料的绿色化。 高分子材料由于自身特性,很难被自然界降解,造成的污染日益严重,这也严重制约了高分子材料的发展。功能高分子材料的绿色化使其能被自然界降解或者通过其他方式降解,有助于 社会 和谐发展、保护绿水青山、建设环境友好型 社会 。

(2)功能高分子材料的智能化。 21世纪是信息的世纪,也是智能的世纪,智能化已经成为研究的热点,利用功能高分子材料存储、传递、处理信息的功能,是功能高分子材料研究的重要方向,一旦取得突破,将带来高分子智能材料领域和人工智能领域的飞跃式发展。

(3)功能高分子材料的多功能化。 功能高分子材料增强了高分子材料的原有功能,实现更多方向的应用是多功能化的目的,同时有利于拓宽功能高分子材料的发展空间。随着 科技 的发展,兼有数种功能的高分子材料一定会被研发出来。

(4)功能高分子材料的高性能化。 功能高分子材料的特性在于理化性质,增强理化特性是功能高分子材料的重要发展方向之一。例如对其进行耐腐蚀、耐高温、抗老化等方面的研究,在航空航天、电子工业、 汽车 交通、家电等领域具有重要意义。

除上述4个方面外,在应用传统材料的基础上,有学者开发出具有特殊功能的高分子材料,如具有隐身功能的高分子材料、具有生物相容性的高分子材料等,不仅具有科学意义,还具有战略意义。还有学者研发了智能高分子水凝胶,被广泛应用于传感器、驱动器、药物载体和生物催化等领域。

四、结语

功能高分子材料种类繁多、应用广泛、前景广阔。随着 社会 的不断发展,功能高分子材料不断进步,应用领域也从材料领域拓展到化工、电子、航天、 交通、医学、信息等领域。功能高分子材料优异的性能可带来各个领域的技术进步,甚至实现质的飞跃,在各行业产生巨大的经济效益和 社会 效益,推动新产品面市。功能高分子材料的发展将推动我国科学技术的发展,在激烈的竞争中,为中国 科技 带来新的发展机遇。我国对功能高分子材料的研究起步晚,但是随着综合国力的提升、 科技 的进步,在此领域也取得了不少成果,但是不应固步自封,而要对各类高分子材料进行改进和完善,加大投入力度,促进我国各领域稳定持续发展。功能高分子科学的发展是必然的,应顺应形势,认识到发展的必然性,适应客观需求,在此基础上做好科学的规划,促进我国功能高分子材料领域的发展。

Ⅳ 实验开题报告范文

实验开题报告范文1:

一、研究背景、概况及意义

1、 背景及概况

保水凝胶是一种具有划时代意义的高新技术产品,它晶莹剔透、颜色光彩夺目、人见人爱。从此, 不需要用肮脏的泥土种养花草。 只需将自己喜爱的花草插在一个盛满水晶土的玻璃花瓶中,便可把植物摆放在家居、办公室、宾馆大堂、餐厅等处.目前成为风靡欧美、东南亚的室内种花养草的新产品,它不仅取dai了肮脏的泥土,而且集时尚、美观、环保(无蚊虫、污水),便捷于一身。水晶泥不但掀起了室内种养花草的新革命,而且带来了水晶盆景、鲜花礼品的新时尚。五彩水晶盆景特别适合家庭、宾馆、酒店、酒吧、歌舞厅、西餐厅、茶艺馆等作为装饰摆设,也可作为送礼之佳品。试想将康乃馨插入水晶泥中送给康复中的病人,预兆病人早日康复;将玫瑰插入水晶泥中,五彩缤纷的水晶泥连同漂亮的水晶瓶送给恋人,意味着永恒的爱情如水晶般纯洁无暇.水晶泥在日韩及港台地区已成为畅销产品。

在水晶土中加入适量的香料或香水更可作为固体空气清新剂,留香持久,有助改善室内环境氛围。水晶土最适宜种养阴生或水生绿色观叶植物,它不需要经常浇水护理,也不会生虫、惹蚊惹蚁,干净卫生,本产品主要成份为树脂,不含海藻酸或淀粉成份,故不会变质和褪色,且无毒、无害、无污染,是宾馆、家庭及其它公共场所种养花草、美化环境的最新最佳材料。

水晶泥是一种储存水分、养分及微量元素并具有多种颜色的高吸水性载体。产品吸水后晶莹剔透、色泽艳丽,极似水晶,可用于种植植物和作为装饰品观赏。用于室内种植各种荫生水生植物,即使一个月不浇水,植物也能安然无恙;它还含有一定量的、P、K和多种微量元素等营养成分,满足植物正常生长所需。

水晶泥色彩缤纷多样,既能种花又能插花,还可根据个人喜好将各种颜色的彩色水晶泥搭配起来,以达到自己最喜爱的效果。广泛应用于室内各类植物的栽培,装饰水仙花池、插花、水晶烛台、水簇装饰品以及都市人的写字台、圣诞节礼物、日常居家绿化等,将成为都市一道亮丽的风景线。

我国是花卉生产大国,各地的花卉市场逐年增多, 竞争日益激烈,要想在占有更多的市场份额,就必须从传统泥土栽培 转向无土栽培 ——研究生产成本更低的水晶泥生产技术,其市场前景广阔。

2、 意义

水晶泥材料具有优异的性能,是一种高吸水性树脂,除了用于植物栽培、土壤改良、沙漠改造和生理卫生用品等领域外,水晶泥 材料还在医疗(人工角膜、医药缓释材料、多孔材等)、土木建筑(密封材料、防火灭火材料、防结露防雾材料、调湿除湿材料等)、食品(保鲜添加剂、脱水剂、干燥剂等)、工业(油田处理剂、油水分离剂等)、日用化工(化妆品、保湿乳液、肥皂等)方面取得广泛的应用。我国山多,干旱、半干旱地区约占国土面积的51%,水土流失严重,我国干旱缺水的地区涉及20多个省、市,森林资源贫乏,森林覆盖率仅为13.9296。由于造环境条件较差,在干旱区植树成活率仅为10%'-'30%,半干旱区为3096~5096。因此,节水保水,改善生态环境是一项长期而艰巨的任务。开发高吸水保水材料对我国促进农林业的发展,改善生态环境,实施可持续发展战略均具有重要意义。

水晶泥树脂最早是被用于制作吸收体液的卫生纸、尿布生理卫生用品。目前,全球高吸水性树脂的需要量已突破200万t。其中,纸尿裤和卫生巾的用量占高吸水性树脂市场的90-96%以上。用作化妆品添加剂,可提高化妆品的润湿性。高吸水性树脂还可用于空气清洗剂、人造雪等。在食品方面的应用主要用作保鲜材料、脱水剂等。可以保持水果和蔬菜的新鲜。

农业用保水剂可促进植物根系发育,提高出苗率和移栽成活率,促进植株的生长发育,延缓凋萎时间。施入土壤中的高吸水性树脂,在降雨和灌溉期可大量吸收水分,在干旱期缓慢释放水分,供植物吸收,提高农业用水的利用率,延长灌溉周期,增强作物抗旱能力。

我国地域辽阔,自然资源丰富。但是由于水资源的缺乏,西部水土流失、沙漠化、盐渍化等土地退化现象严重;水生态失调,干旱、沙尘暴等自然灾害的发生日趋频繁,已成为我国经济和社会可持续发展的重要制约因素。因此,围绕水资源的合理利用,回复西部生态环境是实施国家西部大开发战略的重要前提。稀土抗旱高吸水性树脂不仅含有新型高分子保水材料,还含有植物生长过程中不可缺少的氮、磷、钾以及多种微量元素和稀土元素。在治理水土流失、防止荒漠化、恢复生态环境方面,能够促进林、草种子的萌发,提高种子的发芽率,促进根系的生长,对林、草根系的形成有极为显著的作用。从而增强了林、草抵御不良环境的能力。生态环境的恢复对多功能、低成本保水剂有较大的需求。进一步开发研究新型高吸水性树脂,具有重要的意义。

二、研究主要内容

1、本研究的基本思路是:

(1) 通过文献阅读与资料查找,明确保水凝胶的结构特征、功能性质和类型,以及前人对保水凝胶做了哪些研究;

(2)确定本次课题研究的基本方向;

(3)出具实验研究方案和实验产品性能测试方案,以及实验所需的药品和仪器,明确实验方法和实验步骤;

2、实验方案设计

(1)实验原理

我们所用的单体为丙烯酸(CH2=CH—COOH),引发剂为过硫酸铵(H4S2o8),交联剂为,’一亚甲基双丙烯酰胺,碱为氢氧化钠,其制造原理为自由基连锁聚合反应:

CH2=CH—2=H—COOa+H20

CH2=CH—2 Oa

丙烯酸盐聚合时进行剧烈反应,就可得到不溶性聚合物。其网络结构示意式如图l。其主链上的---COOH、-OOa基团是影响树脂吸水性的主要基团,交联剂则在形成网络密度方面起重要作用。如交联剂使用得当,即能形成合适的高分子网络,从而具有一定的吸水性能,交联剂分子链的长短、反应基团的活性及所含亲水基团的数目,都对树脂的吸水性能产生较大的影响。

图1

(2)药品及仪器

药品:分散剂Spa-60 溶剂环己烷 丙烯酸 氢氧化钠 交联剂乙二醇

过硫酸铵

仪器:烘箱 搅拌器 回流冷凝器 温度计 三口瓶 布氏漏斗 孔隙度分析仪

(2)实验步骤

1)在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的三口瓶中加人1 g分散剂(Spa一60或吐温40或碳酸钙)和一定量的环己烷,加热到45℃,搅拌35ml使分散剂充分溶解。

2)把一定量丙烯酸用浓度为5 mol/L的氢氧化钠溶液中和到设定中和度,冷却后依次加入一定量的引发剂和交联剂,搅拌混合,充分溶解后加入三口瓶中升温到75℃搅拌反应1.5 h左右。

3)将反应混合物冷却、抽滤、恒温干燥后进行性能测定和产品加工。

(4)影响因素研究

pH:即丙烯酸被aOH中和程度,也就是说,丙烯酸与aOH用量的相对多少对产品吸水率的影响,可用pH来度量;

丙烯酸浓度:在制备过程中丙烯酸的浓度(C)大小对产品吸水率的影响; 引发剂用量:探求引发剂用量(m)多少对实验产品吸水率的影响; 交联剂用量:研究交联剂用量(m)多少对实验产品吸水率的影响;

反应时间:研究反应时间长短(t)对实验产品吸水率的影响;

(3)性能参数测试

产品重量:实验制得产品的质量 m1

孔隙度:多孔体中所有孔隙的体积与多孔体总体积之比,即 β=(V2-V1)/V1

吸水率:制品浸入水中所吸收水的重量对其浸水前实测重量的百分率,即 α=(m2-m1)/m1

保水时间:模拟实际栽培条件,充分吸水的保水凝胶水分散失掉的时间 。

三、 研究进度计划

1、2012年三月份,研究人员讨论实验目的、原理等事项,做好实验前的理论准备;

2、2012年四月、五月份份,进入实验研究阶段,制备产品,做正交实验寻求最佳实验条件,控制变量探寻各种因素对产品的影响,并对产品性能进行测量;

3、2012年六月份,整理研究数据,出具研究报告。

学生签名: 2012年3月 日 指导老师意见:

指导老师签字: 2012年 月 日

实验开题报告范文2:

1 脑

XX药物对大鼠智力的影响

XX药物对大鼠痛觉的影响

影响脑耗氧量的因素探讨

……

2 心

影响动脉血压的主要因素分析

影响血管收缩性(or血流速度)的主要因素分析

影响心肌收缩性(or舒张性)的神经因素分析

影响心肌收缩性(or舒张性)的体液因素分析

缺血(or感染)对心肌舒缩功能的影响

……

3 肺

影响动、静脉血氧分压(PO2)和血氧饱和度的因素探讨

影响动、静脉血二氧化碳分压(PCO2)的因素探讨

影响肺通气功能的因素探讨

影响肺换气功能的因素探讨

交感神经对呼吸运动的调节作用

迷走神经对呼吸运动的调节作用

4 肝胆胰

肝损害对血浆蛋白质与量的影响

肝损害对凝血功能的影响

肝损害对解毒功能(or药物半衰期)的影响

影响胆汁(or胰液)分泌的神经因素分析

影响胆汁(or胰液)分泌的体液因素分析

食物成分对胆汁(or胰液)分泌的影响

病理情况下对胆汁(or胰液)分泌的影响

……

5 胃肠

影响胃(or肠)液分泌的神经因素分析

影响胃(or肠)液分泌的体液因素分析

影响胃(or肠)蠕动的神经因素分析

影响胃(or肠)蠕动的体液因素分析

XX药物对胃(or肠)功能的影响

……

阅读全文

与高吸水性树脂的研究意义与背景相关的资料

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