高吸水性树脂论文三千字

高吸水性树脂的应用不应该只限于作为卫生用品材料等,它也可以应用于固定酶,还可用于色谱和传感器。因此根据它所具有的特殊作用来探索其新用途,并应用于高科技领域将会迎来又一个销售高峰。吸水机理?高吸水性树脂的分类 我所研究的那一类是？具体一点我在这次实验中所要解决（或研究）的问题是？本设计的实验方案是？三、 文献综述国外发展情况 早在1958年，美国的迈诺和凯塞曼就研究了以硝酸铵为引发剂，将丙睛接枝到多糖上的反应。1974年美国农业部北方研究中心进一步研究并推广了此技术。此后世界各国对高吸水性树脂的品种，制造方法，性能和应用等方面进行了大量的研究，其中成效最大的是美国和日本。1975年美国研究开发成功淀粉—聚丙烯酸系高吸水性树脂并进入市场，从此高吸水性树脂便逐渐形成一个独立新兴的科研领域。对它的研发工作方兴未艾，尤其是日本后来居上。首先是日本三洋化成公司考虑到丙烯睛单体残留在聚合物中有毒性、不安全，于80年代提出了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理，合成非离子型高吸水性树脂，其吸水性能力为2000倍，从而打开了合成非离子型高吸水性树脂的大门。对高吸水性树脂的应用研究是美国UCC公司最早(1973年)开始的，但是日本在1978年批准了高吸水性树脂应用于卫生用品，并最先(1981年)将它大规模地用于卫生用品。用它制作的卫生巾、纸尿布等不仅重量轻、吸液量大、保水性好，而且安全无毒，因此深受广大消费者的欢迎。由于日本、欧美等国纸尿布的迅速普及，高吸水性树脂的用量也相应猛增，各生产公司一方面竞相采用不同的原料、不同的合成工艺和合成方法，另一方面则纷纷扩大装置，提高生产能力。1980年全世界高吸水性树脂生产能力不足5kt/a;1989年，生产能力达到了207kt/a;1994年则达450kt/a;1996年高达846kt/a，开始出现供过于求的现象。针对这一状况，日本、欧美各高吸水性树脂大公司，一方面努力开拓国内市场，提高产品普及率，积极开拓新的应用领域。如日本用高吸水性树脂改造沙漠。另一方面，他们纷纷把目光投向国外市场。如今的日本，高吸水性树脂工业主要依赖高增长出口，这已成为其发展主要动力。从上述过程来看，日本在高吸水性树脂原料、工艺创新和应用方面大有后来居上的派头。 2000年全世界高吸水性树脂生产能力已超过1000kt/a，并以7～8%的速度递增。国内发展情况我国从80年代初开始了对吸水性树脂的研究工作，1985年北京化工研究院申请了国内第一项吸水性树脂专利，随后有二十多家科研单位从事此类产品的研究。约有20家企业建立了中试及小试生产装置，如：北京化学研究院、长春应化所、北京化学所、兰州化物所、抚顺化验院、吉林石化所、黑龙江石化所等。1994年无锡市海龙公司首先建立千吨级生产装置，吴江市浦江树脂厂、保定市科瀚树脂厂、唐山市博亚公司、吉林梨树酿酒总厂、廊坊广润化工公司、黑龙江北安旭光化工总厂等先后建成百吨至千吨级装置。1998年全国生产能力为6000t，实际产量1200t，科瀚厂首批出口2t。我国从20世纪80年代开始对高吸水性树脂进行研究,至今已有几十家单位从事高吸水性树脂的研究。自1991年开始使用吸水性树脂，1994年的用量约为1300t，1998年消费量约为6000t，2000年达到10000t。目前国内所需的吸水性树脂大部分从国外进口，特别是广东、福建、上海、山东等沿海地区和中外合资卫生制品公司。有消息报道，沿海地区通过各种渠道每年进口量可达5万t，进口售价为0万～5万元/t。国内吸水性树脂的生产成本一般在2万～5万元/t，市场售价为8万～2万元/t。目前，高吸水剂还处于起步发展阶段，尤其在基础理论方面研究还较少，国内众多文献还多只集中于研究其合成及其吸纯水性能，对树脂在盐溶液中吸收性能的研究则很少，尤其是吸水性树脂在吸水后的性能研究则更加欠缺。吸水机理高吸水性树脂在水中的溶胀过程，实际上是两种相反趋势的平衡过程。溶剂力图渗入高吸水性树脂的内部，使树脂体积膨胀，引起树脂的伸展;交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象嫡，引起了分子网格的弹性收缩力，力图使交联网格收缩。当这两种相反倾向相互抵消时，就达到了溶胀平衡。高吸水性树脂是由三维空间构成的高聚物，它的吸水既有物理吸附，又有化学吸附。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电负性强的氧原子形成键结合;二是水分子与疏水基团的相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用。高吸水性树脂在结构上是轻度交联的空间网络结构。由化学交联和树脂分子链间的相互缠绕的物理交联构成。吸水前，高分子长链相互靠拢缠在一起，彼此交联形成网状结构，从而达到整体上的紧固程度。高吸水性树脂可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。在这种离子网络中，存在着高分子电解质的离子组成的可移动的离子对。高吸水性树脂的吸水过程是一个很复杂的过程。吸水前，高分子网络是固态网束，未电离成离子对。当遇水时，亲水基与水分子的水合作用使高分子网束张展，产生网络内外离子浓度差。如高分子网络结构中有一定数量的亲水离子，就会在网络结构内外产生渗透压，水分子因渗透压作用向网络结构内渗透。同理，被吸附水中含有盐时，渗透压降低，吸水能力随之降低。由此可见，高分子网结构的亲水基离子是不可缺的，它起着张网作用，同时产生渗透功能。亲水离子对是高吸水性树脂能够完成吸水全过程的动力因素。高分子网结构持有大量的水合离子是影响高吸水性树脂吸水能力、加快吸水速度的另一个因素。高吸水性树脂的分类按原料来源分为：淀粉系高吸水性树脂、纤维素系高吸水性树脂、合成系高吸水性树脂、蛋白质系高吸水性树脂、共混与复合系高吸水性树脂、其他天然高分子化合物及其衍生物系高吸水性树脂。本论文中是以膨润土、丙烯酸、丙烯酰胺合成高吸水性树脂，属于共混与复合系高吸水性树脂。　 高吸水性树脂的发展趋势随着高吸水性树脂性能的提高,应用范围也大大拓宽。它可以作为土壤保水剂应用在农、林方面,在土壤中添加少量的高吸水性树脂可以提高某些豆类的发芽率和抗旱能力,并能增加土壤的透气性;它可以作为增稠剂用于化妆品的乳液中,加入少量将使乳液粘度增加很大;它可以作为高吸水剂应用于纸尿布、卫生巾等卫生用品中,能抑制由于外压而逆渗出水现象的出现;它可以作为防雾薄膜、抗结露薄膜应用于新的包装材料,可以使食品保持应有的鲜度;它可以作为工业用脱水剂用于除去油和有机溶剂中的水分;它可以作为药物缓释剂应用于医学领域,有效控制药物释放;由于高吸水性树脂还具有无毒和可生物降解等优点,它将会愈来愈多的应用于工业、农业、医疗卫生和日常生活的各个领域。四、 拟解决的关键问题本论文以丙烯酸、丙烯酞胺和膨润土为主要原料，环己烷为分散介质，利用反相悬浮聚合的方法合成膨润土/聚丙烯酸钠/丙烯酞胺复合型的高吸水性树脂。具体的研究内容如下:(1)以丙烯酸、丙烯酞胺和蒙脱土矿物为主要原料，环己烷为分散介质，利用反相悬浮聚合的方法合成聚丙烯酸钠/丙烯酞胺/蒙脱土复合型的高吸水性树脂。(2)对丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、单体用量配比、膨润土(钠基的和有机的)用量、温度等对产物吸水性能的影响进行了研究。(3)对最佳条件下所制得的产品进行吸液性能测试，主要是吸煤泥水倍率、重复吸水能力、恒定温度下保水能力测试等。

★ ★ dfq0730(金币+2,VIP+0):资源不少，可以分享一下吗？也省得老是发邮件的 1-4 13:48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。 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 Shokubai公司，德国BASF公司、Stockhausen公司和Dow化学公司、英国Industrial 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0％。欧洲高吸水性树脂的消费量约为200 kt，约占总消费量的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0％；其他地区的消费量约占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8％～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5－8万元/t。国内高吸水性树脂生产成本在2－5万元/t，售价为8－2万元/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。

高吸水聚合物是一种具有轻度交联结构，吸水和保水能力很强的高分子化合物。由于其本身分子链上具有很多亲水基团，因而能吸收自身重量的几百倍甚至几千倍的水，并且加压不淌出，所以多年来广泛应用于农业、林业和园艺的土壤改良剂、医药卫生用品材料、工业用脱水剂、保鲜剂、防雾剂、水凝胶材料和日常生活用品等。 高吸水聚合物是上世纪60年代末发展起来的。1961年美国农业部北方研究所首次将淀粉接枝于丙烯腈，制成一种超过传统吸水材料的 HSPAN淀粉丙烯腈接枝共聚物。1978年日本三洋化成株式会社率先将高吸水聚合物用于一次性尿布，从此引起了世界各国科学工作者的高度重视。上世纪70年代末，美国UCC公司提出用放射线处理交联各种氧化烯烃聚合物，合成了非离子型高吸水聚合物，其吸水能力达到2000倍，从而打开了合成非离子型高吸水聚合物的大门。1983年，日本三洋化成又采用丙烯酸钾在甲基二丙烯酰胺等二烯化合物存在下，进行聚合制取高吸水聚合物。之后，该公司又连续制成了各种改性聚丙烯酸和聚丙烯酰胺组合的高吸水聚合物体系。上世纪末，各国科学家又相继进行开发，使高吸水聚合物在世界各国迅速发展。目前，已形成日本触媒、三洋化成和德国Stockhausen公司三大生产集团三足鼎立态势，它们控制着当今世界70％的市场，彼此之间又以技术合作方式进行国际性联合经营，垄断世界所有国家的高吸水聚合物销售权。 高吸水聚合物用途广泛，应用前景非常广阔。目前其主要用途仍然是卫生用品，约占市场总量的70％左右。由于聚丙烯酸钠高吸水树脂吸水能力很大，并具有优异的保水性能，所以作为土壤保水剂在农业、林业方面应用范围很广。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸钠，就能提高某些豆类的发芽率和豆苗的抗旱能力，使土壤的透气性能增强。另外，由于高吸水树脂的亲水性及优良的防雾性和抗结露性能，所以又可作为新的包装材料。利用高吸水聚合物独特性能制成的包装薄膜可有效地保持食品鲜度。在化妆品中加入少量的高吸水聚合物，还可使其乳液粘度增大，是一种理想的增稠剂。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有机溶剂的特点，在工业上又可作为脱水剂。 由于高吸水聚合物具有无毒、对人体无刺激性、无副反应、不引起血液凝固等特点，近年来，已被广泛应用于医药领域。例如，用于含水量大、使用舒适的外用软膏；生产能吸收手术及外伤出血和分泌液，并可防止化脓的医用绷带及棉球；制造能使水分和药剂通过而微生物不能透过的抗感染性人造皮肤等。 随着科学技术的发展，环境保护已越来越受到人们的关注。如果将高吸水聚合物装入到一个可溶于污水的袋中，并将此袋浸入污水中，当袋子被溶解后，高吸水聚合物就可迅速地吸收液体而使污水固体化。 在电子工业中，高吸水聚合物还可用作湿度传感器、水分测量传感器及漏水检测器等。高吸水聚合物可作为重金属离子吸附剂及吸油材料等。 总之，高吸水聚合物是一种用途非常广泛的高分子材料，大力开发高吸水聚合物树脂具有巨大的市场潜力。今年在我国北方大部分地区干旱少雨的情况下，如何进一步推广和使用高吸水聚合物，是摆在农业和林业科技工作者面前的一项迫切任务。在西部大开发战略实施过程中，在改良土壤的工作中，大力开发和应用高吸水聚合物的多种实用功能，具有现实的社会效益和潜在的经济效益。