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高吸水性樹脂屬於功能高分子材料

發布時間:2025-03-28 10:43:06

⑴ 下列材料中,屬於功能高分子材料的是() A、塑料 B、合成纖維 C、高吸水性樹脂 D、塗料

分析: 功能高分子是一類以基本合成材料為原料、在其中添加一些特殊的物質或經過特殊的處理後具有特殊功能的高分子材料. 塑料、合成纖維和塗料屬傳統合成材料高吸水性樹脂屬於功能高分子材料.故選C. 點評: 本題考查傳統合成材料和功能高分子材料的區別,難度不大,注意基礎知識的積累.

⑵ 高分子吸水樹脂SAP 顆粒

高吸水樹脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能,並且保水性能優良,一旦吸水膨脹成為水凝膠時,即使加壓也很難把水分離出來。因此,它在個人衛生用品、工農業生產、土木建築等各個領域都有廣泛用途。
高吸水樹脂是一類含有親水基團和交聯結構的大分子,最早由Fanta 等採用澱粉接枝聚丙烯腈再經皂化製得。按原料劃分,有澱粉系(接枝物、羧甲基化等)、纖維素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)幾大類。其中聚丙烯酸系高吸水樹脂較澱粉系及纖維素系相比,具有生產成本低、工藝簡單、生產效率高、吸水能力強、產品保質期長等一系列優點,成為當前該領域的研究熱點。目前世界高吸水樹脂生產中,聚丙烯酸系佔到80%。
高吸水樹脂一般為含有親水基團和交聯結構的高分子電解質。吸水前,高分子鏈相互靠攏纏在一起,彼此交聯成網狀結構,從而達到整體上的緊固。與水接觸時,水分子通過毛細作用及擴散作用滲透到樹脂中,鏈上的電離基團在水中電離。由於鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由於電中性要求,反離子不能遷移到樹脂外部,樹脂內外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓。水在反滲透壓的作用下進一步進入樹脂中,形成水凝膠。
同時,樹脂本身的交聯網狀結構及氫鍵作用,又限制了凝膠的無限膨脹。
當水中含有少量鹽類時,反滲透壓降低,同時由於反離子的屏蔽作用,使高分子鏈收縮,導致樹脂的吸水能力大大下降。通常,高吸水樹脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去離子水中的1/10左右。
吸水和保水是一個問題的兩個方面,林潤雄等對此進行了熱力學探討。在一定溫度和壓力下,高吸水樹脂能自發地吸水,水進入樹脂中,使整個體系的自由焓降低,直到平衡。若水從樹脂中逸出,使自由焓升高,則不利於體系的穩定。差熱分析表明,高吸水樹脂吸收的水在150°C以上仍有50%封閉在凝膠網路中。因此,常溫下即使施加壓力,水也不會從高吸水樹脂中逸出,這是由高吸水樹脂的熱力學性質決定的。[1]
高吸水聚合物是上世紀60年代末發展起來的。1961年美國農業部北方研究所首次將澱粉接枝於丙烯腈,製成一種超過傳統吸水材料的 HSPAN澱粉丙烯腈接枝共聚物。1978年日本三洋化成株式會社率先將高吸水聚合物用於一次性尿布,從此引起了世界各國科學工作者的高度重視。上世紀70年代末,美國UCC公司提出用放射線處理交聯各種氧化烯烴聚合物,合成了非離子型高吸水聚合物,其吸水能力達到2000倍,從而打開了合成非離子型高吸水聚合物的大門。1983年,日本三洋化成又採用丙烯酸鉀在甲基二丙烯醯胺等二烯化合物存在下,進行聚合製取高吸水聚合物。之後,該公司又連續製成了各種改性聚丙烯酸和聚丙烯醯胺組合的高吸水聚合物體系。上世紀末,各國科學家又相繼進行開發,使高吸水聚合物在世界各國迅速發展。目前,已形成日本觸媒、三洋化成和德國Stockhausen公司三大生產集團三足鼎立態勢,它們控制著當今世界70%的市場,彼此之間又以技術合作方式進行國際性聯合經營,壟斷世界所有國家的高吸水聚合物銷售權。
高吸水聚合物用途廣泛,應用前景非常廣闊。目前其主要用途仍然是衛生用品,約占市場總量的70%左右。由於聚丙烯酸鈉高吸水樹脂吸水能力很大,並具有優異的保水性能,所以作為土壤保水劑在農業、林業方面應用范圍很廣。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸鈉,就能提高某些豆類的發芽率和豆苗的抗旱能力,使土壤的透氣性能增強。另外,由於高吸水樹脂的親水性及優良的防霧性和抗結露性能,所以又可作為新的包裝材料。利用高吸水聚合物獨特性能製成的包裝薄膜可有效地保持食品鮮度。在化妝品中加入少量的高吸水聚合物,還可使其乳液粘度增大,是一種理想的增稠劑。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有機溶劑的特點,在工業上又可作為脫水劑。
由於高吸水聚合物具有無毒、對人體無刺激性、無副反應、不引起血液凝固等特點,近年來,已被廣泛應用於醫葯領域。例如,用於含水量大、使用舒適的外用軟膏;生產能吸收手術及外傷出血和分泌液,並可防止化膿的醫用綳帶及棉球;製造能使水分和葯劑通過而微生物不能透過的抗感染性人造皮膚等。
隨著科學技術的發展,環境保護已越來越受到人們的關注。如果將高吸水聚合物裝入到一個可溶於污水的袋中,並將此袋浸入污水中,當袋子被溶解後,高吸水聚合物就可迅速地吸收液體而使污水固體化。
在電子工業中,高吸水聚合物還可用作濕度感測器、水分測量感測器及漏水檢測器等。高吸水聚合物可作為重金屬離子吸附劑及吸油材料等。
總之,高吸水聚合物是一種用途非常廣泛的高分子材料,大力開發高吸水聚合物樹脂具有巨大的市場潛力。今年在我國北方大部分地區乾旱少雨的情況下,如何進一步推廣和使用高吸水聚合物,是擺在農業和林業科技工作者面前的一項迫切任務。在西部大開發戰略實施過程中,在改良土壤的工作中,大力開發和應用高吸水聚合物的多種實用功能,具有現實的社會效益和潛在的經濟效益。

⑶ 止尿褲裡面吸水的膠狀物是什麼材料

高吸水性樹脂(SPA)又稱超強吸水劑,是一種新型的功能高分子材料。吸水倍數可達自身質量的數百乃至數千倍。最早的高吸水性樹脂是1974年美國學業部北方研究所研製的澱粉接枝丙烯腈共聚物的水解物,但20世紀80年代初卻是日本的高吸水性樹脂開發技術占據了主導地位。雖然高吸水性樹脂的開發時間較短,但各方面發展非常快,如1983年世界總產量為6000t,到1987年僅日本的產量就達到了36000t;目前全世界生產高吸水性樹脂的廠家達 30-40個,主要分布在日本、美國及歐洲;產品從澱粉接枝丙烯腈發展到澱粉接枝丙烯酸、交聯纖維素類、聚丙烯酸鹽、共聚物水解、聚醚、聚氨酯等類;高吸水性樹脂的吸水率從80年代的百倍提高到目前的四五千倍。我國開展高吸水性樹脂研製的時間較短(20世紀80年代初開始),但研究、生產單位已達數十家,高吸水性樹脂的專利已達數十種。1999年的累計產量已達近千噸,但仍存在品種單一、質量參差不齊等問題,缺少高功能的產品,某些含量的指標偏高。目前世界上佔主導地位的是聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂。4 [5 f% L/ b6 @2 B7 C
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1 高吸水性樹脂生產方法1 p$ a0 T* q. { Q; |; T
天然高分子的接枝- u- [- a3 u5 v5 t4 X, w, |
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通過天然高分子的接枝改性合成的高吸水性樹脂的優點是成本較低、產物超過使用周期可以分解,缺點是工藝復雜、產品易**,強度較差。天然高分子的接枝主要有以下幾種方法。
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澱粉-丙烯腈接枝共聚物:澱粉-丙烯腈接枝共聚物的水解產物是世界上第一個開發的高吸水性樹脂。特點是吸水倍數高(1000-3000倍)、成本低。缺點是水解工藝比較復雜,乾燥效率低。合成所用的硝酸鈰銨是至今澱粉接枝不飽和單體最有效的引發劑,其工藝過程為:澱粉糊化→冷卻→接枝共聚→加壓水解→冷卻→酸化→離心分離→中和→乾燥→成品包裝。如果採用三價錳鹽-硫酸亞鐵銨雙氧水組成的復合引發體系,則接枝效率可達95%。合成時需要控制引發劑用量、加入方式、溫度、澱粉種類和丙烯腈用量等。但關鍵是控制共聚物的皂化方法和皂化程度。
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澱粉-混合單體的接枝共聚物:即在澱粉上除了接枝丙烯腈外,還可以接枝丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯醯胺等單體。其優點是進一步提高產物的吸水倍數,此外,如採用顆粒澱粉,可省去糊化工序,縮短皂化時間,產品容易過濾、分離、清洗、貯存。
澱粉-聚丙烯酸鈉的接枝共聚物優點是將澱粉和聚丙烯酸鈉水溶液在加熱條件下進行混煉,即過程力化學接枝形成產物。+ v" G1 \+ u' U/ k4 P
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纖維素的接枝共聚物:即將丙烯腈等單體分散在纖維素漿液中,在鈰鹽引發劑的作用下進行接枝共聚,再加壓水解。其優點是:雖然吸水倍數不如澱粉類共聚物,但可製成高吸水性織物,可與纖維混紡,改善最終產品的吸水性能。
天然高分子羧甲基化:特點是控制羧甲基化的程度,交聯後可得吸水性不同的產物。
交聯水溶性合成樹脂8 k2 q h/ `4 E7 L$ \7 T, U4 B
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以水溶性合成樹脂為原料合成高吸水樹脂是目前的主導,其優點是克服了天然高分子接枝後改性的不足,並且原料豐富,缺點是成本偏高。具體合成方法為:; i) f' l- Q4 A% {: l& W0 A
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聚乙烯醇的交聯改性:主要通過酸酐的交聯,並引入-COONa基團。特點是吸水性能可調。! G8 K( E/ c- }4 @- Z P
聚丙烯醯胺的交聯改性:主要通過輻射引發或引發劑引發磷酸、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等與聚丙烯醯胺交聯,如採用丙烯酸鈉與丙烯醯胺共聚交聯,可得吸水量可達2000g/g的高吸水性樹脂。
聚丙烯腈的改性:主要是通過丙烯腈與甲基丙烯酸、N-羥甲基丙烯醯胺進行共聚、紡絲、再硫酸浸漬製得纖維狀吸水樹脂。5 M* v: o( }! v, Z5 V( [6 g
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聚丙烯酸的改性:主要是通過丙烯酸鹽類單體的水溶液聚合或反相懸浮聚合製得,其產量是最大的。交聯方法可以採用交聯劑交聯、自身交聯、離子交聯等方法。) F, V y: c% I T4 W

⑷ 吸水性樹脂與水溶性樹脂有什麼區別

吸水性樹脂是一種新型高分子材料,水溶性樹脂是普通高分子,都具有很強的吸水能力。具體區別在於:
1、吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能,並且保水性能優良,一旦吸水膨脹成為水凝膠時,即使加壓也很難把水分離出來。高吸水性樹脂是一種帶有大量親水基團的功能性高分子材料。
2、水溶性樹脂是指樹脂高分子能夠溶解或者說溶脹在水中。而水性樹脂既包括水溶性樹脂,也包括水分散性樹脂(或者說乳液),高分子以乳液的形式分散在水相中,而不是溶脹。水溶性樹脂一般含量不能做太高,高分子溶脹得很厲害,含量高了黏度會很大,但是乳液含量可以做得高一點,因為乳液中高分子是以聚合粒子或者聚集形式存在,含量高時黏度也不會很大。

⑸ 高吸水性樹脂是什麼材料

功能性高分子材料。高吸水性樹脂是一種具有三維網狀結構的高分子物質,它以不飽和烯類單體作為原材料,是經過添加交聯劑和引發劑經聚合反應合成的功能性高分子材料。簡而言之,高吸水性樹脂是一種具有高度吸水性和保水性的材料,廣泛應用於紙尿褲、衛生巾、吸水玩具等領域。

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