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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划有种材料可以吸水,也可以吐水高吸水性材料的研究摘要：高吸水性树脂是一种新型的功能性高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至几千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性，因此在生理卫生用品、土木建筑、农业、食品、医药等方面具有广阔的应用前景。本文介绍了高吸水性树脂的分类、吸水机理、制备方法及应用，并对高吸水性树脂的发展前景作了展望。关键词：高吸水性树脂；机理；制备方法；应用。前言：高吸水性树脂是一种典型的功能高分子材料。它能吸收其自身重量数百倍、甚至上千倍的水，并具有很强的保水能力
2、的高分子材料，所以它又成为超强吸水剂或高保水剂。从化学结构上来讲，高吸水性树脂是具有许多亲水基团的低交联度或部分结晶的高分子聚合物。11、高吸水性树脂的吸水机理高吸水性树脂的吸水结构高吸水性树脂是一种三维网络结构，它不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶。高吸水性树脂的主要性能是具有吸水性和保水性。要具有这种特性，其分子中必须含有强吸水性基团和一定的网络结构，即具有一定的交联度。实验表明：吸水性基团极性越强，含量越多，吸水率越高，保水性也越好。而交联度需要适中，交联度过低则保水性差，尤其在外界有压力时水很容易脱去；交联度过高，虽然保水性好，但由于吸水空间减少，使吸水率明显降低。高吸水性树脂吸水量
3、的计算高吸水性树脂的吸水量可以量化。Flory4考虑聚合物中固定离子对吸水能力的贡献，从聚合物凝胶内外离子浓度差产生的渗透压出发，导出了高吸水性树脂溶胀平衡时的最大吸水性公式：Q3/5=2+(1/2-x1)/V1/高吸水性树脂与水的作用方式当水与高聚物表面接触时，有三种相互作用：一是水分子与高分子中的电负性强的氧原子间的氢键作用；二是水分子与疏水基团间的相互作用；三是水分子与亲水基团间的相互作用。6高吸水性树脂本身具有的亲水基和疏水基与水分子相互作用形成水合状态。树脂的疏水基团部分由于疏水基团作用而易于折向内侧，形成不溶性的粒状结构，疏水基团周围的水分子形成与普通水不同的结构水。72、高吸水性
4、树脂的制备方法淀粉型高吸水性树脂的制备淀粉接枝共聚合成淀粉型高吸水性树脂，所使用的原料为淀粉和单体。此外还利用引发剂、交联剂、碱、分散剂、表面活性剂、洗涤剂等助剂。目前以淀粉为原料制备高吸水性树脂的合成方法主要通过自由基引发聚合将乙烯基单体接枝到淀粉上。引发的方法以化学引发为主，也采用辐射引发接枝。聚合方法主要有溶液聚合和反相悬浮聚合。淀粉经羧甲基化可制备高吸水性树脂该方法制备的高吸水性树脂大多以纤维素为原料，以淀粉为原料不常用。22纤维素型高吸水性树脂的制备天然纤维及其衍生物是制备高吸水性树脂的重要原料。通过醚化、酯化、交联、接枝共聚等一种或几种方法，人们现已制备出一系列高吸水性树脂。由于纤
5、维素来源广，易于获取且价廉，因此以纤维素为原料制备高吸水性树脂日益受到重视。11醚化-交联法该方法是制备纤维素基高吸水性树脂的一类常用方法。一般有以下三种方法：先交联后醚化、先醚化后交联、醚化与交联同时进行。直接酯化法利用纤维素或其衍生物分子中羟基易通酸酐或氯酐起反应的特征，可制备纤维素基高吸水性树脂，被开发的材料有两种。纤维素黄原酸盐吸水材料，该材料耐盐性、耐碱性较好。羧甲基化纤维素碳酸盐吸水性材料10直接交联法直接交联法虽不是常用方法，但可用于对一些商品纤维素作进一步加工而制备高吸水性树脂。其中日本学者在这方面进行详细的研究，制得的产品吸水能力很高。制备方法如下：12取代度的羧甲基纤维素1
6、25g，氢氧化钠，水1292g混合呈均匀溶液，加入环氧氯丙烷。在40反应20h。用含90甲醇溶液脱水、脱盐得白色粒状羧甲基纤维素交联的钠盐137g。其吸盐水达97g/g,吸血液达63g/g。接枝共聚法是以纤维素为原料制高吸水性树脂的主要途径。其原料可以是天然纤维及其衍生物，人造纤维等。天然纤维接枝共聚是发展的重要方向，因为不需要制成衍生物，利于降低成本。合成聚合物类在这一类高吸水性树脂中，聚丙烯酸盐以其吸水率高，吸水速度快，不易霉变成为高吸水性树脂中最重要的品种之一，其制备方法如下：13在反应瓶中计量加入丙烯酸，开动搅拌机，逐渐加入20氢氧化钠溶液，使其中和度为6080，再加入去离子水稀释至单
7、体浓度为3060，再加入N，N-二甲基双丙烯酰胺。将反应瓶置于恒温水浴中加热并通氮气驱氧，再加入过硫酸钾进行反应。反应物料粘度增大至搅拌困难时停止搅拌，继续通氮气到反应物为粘稠凝胶体。将其取出，压成薄片后进行干燥，再粉碎至10目以上。其吸水盐150g/g。吸去离子水1400g/g，吸水速率快，保水性较好。3、高吸水性树脂的应用14-1831日常生活中的应用目前高吸水性树脂主要用于制尿布和妇女卫生巾，其用量约占用量的8090。由于高吸水性能吸收大量的液体，所以每片尿布只需要67g，而每片卫生巾只需1g，其它为纺织材料或塑料。医疗方面的应用近年来高吸水性树脂在医疗方面的应用取得了明显进展。研究表明
8、，高吸水性凝胶可抑制血浆蛋白质和血小板粘着，使其难以形成血栓，把尿激酶等活性酶固定在凝胶表面，则能溶解初期形成的血栓，为研究抗血栓药剂提供了新的途径。工业方面的应用在包装方面，高吸水性树脂可用于危险品、高中级实验室用化学品、花卉和植物类的包装运输；也可用于食品类的包装，还可用于油类、树脂添加剂、填料和溶剂脱水，以及吸收蓄冷剂、空气过滤、防静电密封等方面。农林业方面的应用为使沙漠地区绿化，可用高吸水性树脂吸收水分和植物养分后置于土壤中，在长时间里逐渐提供给植物，以满足其生长需要。此外还可用于维持屋顶花园、阳台花草、草坡、苗圃、花盆的水分平衡。同时还可起到缓和土壤温度变化，提高土壤温度变化，提高土
9、壤通气性的作用4、结语在短短的近三十年来，高吸水性树脂已经品种繁多，用途极广，已深入国民生产的各个领域，成为很有价值的重要材料。近年来，我国对高吸水性高分子材料的需求逐年增大，对其质量也日益提高。所以，加快高吸水性高分子材料的研究对我国有着非常重要的意义。可生物降解吸水材料的研究摘要高吸水材料日益成为众多领域的重要功能材料，开发环境友好型可生物降解高吸水材料已经成为该领域研究热点之一。论文综述了可生物降解高吸水材料的研究新进展，着重介绍了淀粉、纤维素、海藻酸、壳聚糖等天然高分子类高吸水材料，以及聚乳酸类，氨基酸类，微生物合成类高吸水材料的特性，及近几年的研究开发情况，并对可生物降解高吸水材料的
10、发展作了展望。关键词高吸水材料；可生物降解；研究新进展；展望高吸水材料是一种含有羧基、羟基等强亲水基团并具有一定交联度的功能性高分子材料,它不溶于水,却具有高的吸水、保水能力，已被广泛应用于医药卫生、农业园艺、石油化工、土木建筑等领域中,其中有大约90%的吸水材料用于一次性用品。目前，国内外对高吸水材料的研究主要集中在合成方法和反应机理等方面,对其环境影响和生物降解性的研究较少。随着现代科技发展，高吸水材料的需求量日益增长，而当前高吸水材料的主流产品丙烯酸类聚合物的生物分解性差,给生态环境带来很大的危害,这样就存在着高吸水材料在大量废弃后造成环境污染的隐患。同时其原料依赖于日益枯竭的石油资源,
11、已越来越不被人们所接受,与此同时研究和开发可生物降解性高吸水材料已日益受到政府、企业和科研机构的重视。因此，研究可生物降解高吸水材料,对于将其应用在难以重复使用或回收再生的各个领域造成的环境污染问题具有重大的意义。目前,国内外对可生物降解性高吸水材料的研究报道主要有以下几类：天然高分子类、聚乳酸类、聚氨基酸类和微生物合成类。1天然高分子类高吸水材料天然高分子作为高吸水材料的原料具有两大优势:一是储量丰富，可不断再生,成本低;二是无毒且能被微生物分解,可减少对环境的污染。天然高分子类可生物降解性高吸水材料主要有:淀粉类、纤维素类、海藻酸类、壳聚糖类及其它类等。而以无毒、可生物降解的天然高分子材料
12、为原料与亲水性的乙烯基单体接枝聚合制备高吸水性树脂是目前研究的热点之一。淀粉类淀粉是一种来源广泛、产量巨大、种类多、价格便宜的天然高分子物质,广泛存在于植物如玉米、小麦、甘薯、马铃薯等中。淀粉本身很脆,不宜单独作降解材料使用,故常需进行改性。目前研究较多的主要为淀粉接枝共聚物,由于其吸水保水能力好、成本低而得到迅速发展。淀粉接枝共聚物的研究主要有以下这几种类型：淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸酰胺、淀粉接枝丙烯酸酯等。各种类型的接枝共聚物所得到的高吸水材料的吸水倍率、吸水速度及耐盐性等性能有所差异。其中由于淀粉接枝丙烯酸(盐)类高吸水材料具有高吸水性能且可生物降解而受到众多研究者
13、的青睐。通常制备淀粉吸水剂是以淀粉为主要原料，通过自由基聚合将带有极性基团的乙烯基单体接枝到淀粉分子上，得到淀粉多糖与烯类的接枝共聚物。在这类共聚反应中，首先应在淀粉链上引发产生自由基，然后同单体反应生成接枝共聚物。接枝共聚时常用的引发方法为化学引发，而辐射引发和机械方法引发也有使用。毋庸置疑，淀粉的接枝共聚物具有许多优点,其共聚的关键是引发剂的使用。但目前研制出的引发剂在不同程度上有其不足之处，如硝酸铈铵作引发剂接枝效率高，但价格昂贵；过渡金属乙酰丙酮配合物作引发剂副反应较少，但制备过程较复杂；过硫酸盐作引发剂廉价无毒，但引发活性较低等。因此要开发廉价、高效、无污染、使用方便的引发剂还需不断
14、努力。目前，有许多科学家在孜孜不倦地做这方面的研究,并且也取得了颇为瞩目的成就。我国王庆军等1利用钴六十射线辐射聚合合成淀粉接枝丙烯酸盐高吸水材料,结果表明其具有快速的吸水和储水能力,生物相容性好,且具有生物降解性,适合在节水农作物中使用。而在国外，可降解吸水材料的研究和技术也已颇为成熟。PrafullaK.等由淀粉，甲基丙烯酸乙酯接枝共聚制备的高吸水性树脂，经过28天可降解约70%。P.Lanthong等采用碳酸氢钠做发泡剂，三元共聚物聚氧化乙烯/聚氧化丙烯/聚氧化乙烯做发泡稳定剂，将丙烯酰胺，衣康酸接枝共聚到甘薯淀粉上合成可生物降解高吸水树脂。F弗诺、H施密特2发明的高吸水树脂，是由吸水性
15、聚合物在其制备、干燥、表面交联的任意一阶段或相承接的任意阶段混合淀粉而制得，该吸水树脂28天时可降解39%。淀粉类高吸水材料同时也存在着长期保水性不足、凝胶强度低、易受微生物分解而失去保水能力等问题，限制了其在一定范围推广应用。目前需要解决淀粉类高吸水材料适应各种使用环境、水质条件和重复吸水的能力，以及减少其在应用中霉变等方面的难题。可在反应液中加入山梨糖单硬脂酸作防腐剂来提高其耐霉解性，也可加入交联剂提高其凝胶强度等。纤维素类纤维素是地球上存在量最大的可再生的天然高分子物质,绿色环保，价格低廉,具有可生物降解性,且抗霉解性能优于淀粉。利用纤维素资源不仅可以有效地提高农林废弃产品的经济效益，还可以有效地缓解以石油资源为原料的工业生产，此外，纤维素本身无毒无害，因此将其应用于制造可降解材料有着广阔的应用前景。天然纤维素可溶性差,结晶度高,一般需对其进行改性,如接枝共聚、醚化、交联等。纤维素类高吸水材料的吸水倍率不高,利用纤维素衍生物接枝共聚可以提高其吸水能力。张向东等3由纤维素制备羧甲基纤维素再经交联剂交联制得高吸水材料,并认为其吸水倍率适中,吸水速度快,耐盐水
