第八章吸附性高分子材料

主要内容分类制备性能应用高分子吸附剂的定义是一种具有物质传递功能的高分子材料利用高分子材料与被吸附物质之间的物理或者化学作用，使两者发生短暂或者永久性结合，进而发生各种功效物理或者化学作用包括物理吸附，范德华力，静电力，配位键及离子键的形成ClassificationAccordingtothesource自然NaturalAbsorbentpolymericmaterialsalwaysbiodegradable改性淀粉，纤维素，壳聚糖（Modifiedstarch，cellulose,chitosan）合成SyntheticAbsorbentpolymericmaterials离子交换树脂（聚苯乙烯骨架）ionexchangeresin高分子螯合剂（骨架含O，N，P，S，可与金属形成配位键）polymericchelator高吸水树脂（骨架上含亲水基团，如-OH，-COOH，COOM，-NH2等）Superwater-absorbentresinMoleculararchitecturedesign引入不同官能团调整极性Polarity调整交联度(Cross-linkingdegree)改善溶胀性(swellingcapacity)调整制备工艺以制备多规格多孔材料(Poresizeanddensity)SuperAbsorbentPolymer超强吸水高分子材料超强吸水高分子材料优点用途一、吸水原理二、分类三、基本结构四、SAP结构五、合成高吸水分子中一些重要术语六、接枝共聚反应实例高吸水性树脂(SuperAbsorbentPolymer简称SAP)也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物，是一种具有优异吸水实力和保水实力的新型功能高分子材料。高吸水性树脂既然安上super这个头衔,那我们就要看看它们和传统吸水材料的区分V.S一般吸水材料SAP超强吸水高分子材料综述吸水实力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。SAP优点吸水前吸水后超强吸水高分子材料综述SAP优点保水实力高:即使受压也不易失水超强吸水高分子材料综述用途超强吸水高分子材料综述用途植物养护泥各式吸潮剂超强吸水高分子材料综述SAP是怎样吸水的？一、吸水原理1.吸水实质化学吸附物理吸附棉花、纸张、海绵等。毛细管的吸附原理。有压力时水会流出。通过化学键的方式把水和亲水性物质结合在一起成为一个整体。加压也不能把水放出。H2O阶段2吸水树脂的离子型网络2.SAP的吸水原理网络内外产生渗透压,水份进一步渗入.阶段1

较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解,

离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。

交联点（内）（外）随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,渐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。阶段3吸水剂微球吸水过程的体积变更示意图SAP有哪些种类？SAP合成高分子系淀粉系纤维素系二、分类甲壳质衍生物纯合成高分子自然高分子加工产物制造SAP的原料是怎样的？合成超高吸水高分子材料目前主要分为聚丙烯酸（盐），聚乙烯醇两大类。其中，聚丙烯酸（盐）类的探讨最多，产量最大。三、基本结构线型聚丙烯酸结构示意图

合成超高吸水高分子材料80年头我国起先了对淀粉系高吸水性树脂的探讨。超强吸水剂的探讨起源于淀粉系，美国北方农业省探讨所从淀粉接枝丙烯腈起先，接着于1966年完成该项探讨，并投入生产。淀粉系超高吸水高分子材料直链淀粉支链淀粉淀粉结构纤维素系超高吸水高分子材料纤维素结构甲壳质衍生物SAP的结构怎样？四、SAP结构主链或侧链上含有亲水性基团，如-ＳＯ3Ｈ、-ＣＯＯＨ、-ＣＯＮＨ2、-ＯＨ等吸水实力：-ＳＯ3Ｈ>-ＣＯＯＨ>-ＣＯＮＨ2>-ＯＨ低交联度的三维网络。网络的骨架可以是淀粉、纤维素等自然高分子，也可以是合成树脂(如聚丙烯酸类）。从化学结构看：从物理结构看：淀粉－聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图微观结构多孔网状结构五、合成高吸水分子中一些重要术语如何制备高吸水性树脂自然产物的接枝改性纤维素接枝共聚反应过程纤维素接枝共聚反应过程原料糊化通氮净化硝酸铈胺硝酸丙烯腈氢氧化