吸水树脂
吸水树脂的原理
吸水树脂的原理介绍吸水树脂是一种具有高度吸水能力的材料，它可以吸收并储存大量的水分。
它在许多领域都有广泛的应用，如农业、医疗、环境保护等。
本文将详细介绍吸水树脂的原理及其应用。
原理吸水树脂的吸水能力源于其特殊的结构和化学性质。
一般来说，吸水树脂由两种主要成分组成：聚合物基质和交联剂。
聚合物基质是吸水树脂的主体，它具有高度吸水能力和保水性。
交联剂则可以增强聚合物基质的结构稳定性。
吸水树脂的吸水原理可以归结为两个方面：渗透和扩散。
渗透当吸水树脂与水接触时，水分子会通过渗透作用进入树脂内部。
这是因为吸水树脂具有一定的渗透压，使得水分子能够克服表面张力，进入树脂内部。
同时，树脂的结构也有助于水分子的渗透，比如具有多孔结构的树脂能够提供更多的渗透通道。
扩散一旦水分子进入吸水树脂内部，它们会在树脂的聚合物链之间扩散。
这是因为聚合物链上的极性基团可以与水分子形成氢键，从而使水分子在聚合物内部移动。
这种扩散过程会持续进行，直到吸水树脂达到饱和状态。
应用吸水树脂的应用非常广泛，下面将介绍几个常见的应用领域。
农业吸水树脂在农业中被广泛用于保水和改良土壤。
将吸水树脂掺入土壤中，可以增加土壤的保水能力，减少水分的蒸发和渗漏。
这对于干旱地区的农作物生长非常有益。
此外，吸水树脂还可以改良土壤结构，增加土壤的肥力和通气性。
医疗吸水树脂在医疗领域有着重要的应用。
例如，在医疗敷料中添加吸水树脂可以提高敷料的吸水性能，加速伤口的愈合过程。
此外，吸水树脂还可以用于制备人工关节和人工器官，提供良好的润滑和保水效果。
环境保护吸水树脂在环境保护中发挥着重要的作用。
例如，将吸水树脂添加到水处理系统中，可以有效地去除水中的重金属和有机物污染物。
此外，吸水树脂还可以用于固化废水和固体废物，减少环境污染。
结论吸水树脂是一种具有高度吸水能力的材料，它的吸水原理基于渗透和扩散。
吸水树脂在农业、医疗和环境保护等领域有着广泛的应用。
通过深入了解吸水树脂的原理和应用，我们可以更好地利用这一材料，为社会的发展和进步做出贡献。
高吸水树脂的制备及其性质研究
高吸水树脂的制备及其性质研究高吸水树脂，也叫超级吸水树脂，是一种高分子材料，能够吸收数倍于自身重量的水或其他液体。
它具有良好的吸水性、保水性、离子交换性和吸附性等特点，因而被广泛应用于卫生、农业、环保、化工等领域。
本文将介绍高吸水树脂的制备、特性及其在实际应用中的优缺点。
一、高吸水树脂的制备高吸水树脂的制备方法较多，主要包括自由基聚合法、原位聚合法、悬浮聚合法等。
以下将分别介绍这三种方法的原理及特点。
1、自由基聚合法自由基聚合法是目前应用最广泛的高吸水树脂制备方法之一。
该方法是利用双烯丙基醚、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺等单体和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等交联剂在反应器中，在引发剂的作用下发生自由基聚合反应，形成高分子网状结构。
自由基聚合法的优点是操作简单、工艺成熟、产量高，且制备出的高吸水树脂具有较为均匀和稳定的孔隙结构、较高的吸水性能和化学稳定性。
但缺点也明显，由于聚合反应过程中存在多种副反应，如交联度不均、水解、分解等，导致产品品质不稳定，耐久性差，且合成出的高吸水树脂多为非无毒或半无毒的产物。
2、原位聚合法原位聚合法是在水溶液中通过加入不同的单体，即可得到高吸水树脂的制备方法。
该方法的关键在于加入丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等水溶性单体，并反应后形成高分子材料的过程。
与自由基聚合法不同，原位聚合法需要在低温下进行反应，以控制高分子的交联度，并加入交联剂促进交联反应的进行。
原位聚合法的优点在于制备出的高吸水树脂结构较为优化，分子间的相互作用增强，吸水性能更好，且水分子运动更加自由，有利于离子交换反应的进行。
缺点是需要对反应温度、反应物和交联剂等进行较为严格的控制，否则会产生聚合不完全、交联不均和晶体生成等副作用。
3、悬浮聚合法悬浮聚合法是一种新型的高吸水树脂制备方法，主要通过将单体和交联剂等散布在水中，形成悬浮液，并在引发剂的作用下进行自由基聚合反应。
与自由基聚合法相比，悬浮聚合法的优点在于制备工艺简单、成本低、产能高，且吸水性能和耐久性都得到了很大的改进。
吸水树脂成分
吸水树脂是一种具有高吸水性能的聚合物材料，常用于制备吸水性强的产品和材料。
它的成分可以根据具体的吸水树脂类型而有所不同，以下是几种常见的吸水树脂成分：
聚丙烯酸钠（Sodium Polyacrylate）：聚丙烯酸钠是一种超吸水树脂，广泛应用于一次性尿布、卫生巾、成人纸尿裤等产品中。
它具有高吸水性和保持性能，可以迅速吸收并锁定大量的液体。
聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol）：聚乙烯醇是一种可溶性吸水树脂，常用于制备湿巾、湿疹贴等产品。
它具有良好的吸水性和湿润性能，能够在接触水或其他液体时迅速吸收水分。
聚丙烯酸（Polyacrylic Acid）：聚丙烯酸是一种亲水性树脂，常用于制备吸水性强的地垫、花土等产品。
它具有高度吸水性和保持性能，可以快速吸收并保持大量的液体。
聚氨酯（Polyurethane）：聚氨酯是一种多功能树脂，可以调整其化学结构以实现不同的吸水性能。
它被广泛应用于制备吸水性弹性海绵、床垫等产品。
需要注意的是，吸水树脂的成分和配方可能因不同的应用和制备要求而有所变化。
此外，吸水树脂在应用中通常还会加入其他辅助剂和填料，以改善其性能和稳定性。
在使用吸水树脂产品时，应仔细阅读产品说明和使用说明，并按照正确的方法和建议使用。
高吸水性树脂
在农业领域的应用
土壤改良：高吸水性树脂能吸收相当于其自身重量数百倍的水分可有效改善土壤湿度 和保水性能促进作物生长。
节水灌溉：通过使用高吸水性树脂可将灌溉水有效吸附并缓慢释放实现节水灌溉和 均匀供水。
农药和营养剂缓释：高吸水性树脂可以吸附农药和营养剂并在需要时缓慢释放提高农 药利用率和植物吸收率。
高吸水性树脂的制备方法主要包括化学合成和物理改性不同的制备方法可以得到不同性能的高吸水性树脂。
高吸水性树脂的分类
按原料分类：淀粉类、纤维素 类、其他天然产物类
按交联剂类型分类：羧甲基淀 粉、淀粉磷酸酯、纤维素黄原 酸酯等
按离子类型分类：阳离子型、 阴离子型、非离子型
按应用领域分类：农业、医疗 卫生、建筑材料等
高吸水性树脂的应用领域
卫生用品：用于生产婴儿尿布、成人失禁用品等 农业：用于土壤保水、植物生长调节剂等 医疗领域：用于吸收伤口渗出液、止血材料等 建筑材料：用于自修复混凝土、调节室内湿度等
化学合成法
原理：通过化学反应将原料转化为高吸水性树脂 优点：可控制产物的性质如吸水能力、分子量等 缺点：需要使用有机溶剂可能对环境造成污染 常用原料：丙烯酸、丙烯酰胺等单体
高吸水性树脂具有优异的保水性能 能够吸收相当于其自身重量数百倍 甚至上千倍的水分。
高保水性
在医疗领域高吸水性树脂可以用于 制造具有保湿功能的敷料和药物载 体促进伤口愈合。
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在土壤改良、节水农业、园艺等领 域高吸水性树脂的高保水性有助于 提高植物生长效率和抗旱能力。
高保水性还使得高吸水性树脂在化 妆品、个人卫生用品等领域具有广 泛的应用前景。
回收再利用：将废弃 的高吸水性树脂经过 处理后重新用于生产 新的高吸水性树脂或 其他用途。
吸水树脂应用绿植的原理
吸水树脂应用绿植的原理介绍吸水树脂是一种具有良好吸水性能的材料，可以用来提供植物所需的水分。
它在绿植养护中起到了重要的作用。
本文将介绍吸水树脂在绿植养护中的原理及应用。
吸水树脂的特性•高吸水性：吸水树脂可以迅速吸收大量的水分，起到储水的作用。
•持水能力强：吸水树脂可以长时间保持水分，减少频繁浇水的需求。
•能释放水分：吸水树脂可以根据植物的水分需求来释放适量的水分。
•环境友好：吸水树脂是一种无毒、无害的材料，对环境无污染。
吸水树脂在绿植养护中的应用1.提供充足的水分：吸水树脂可以将大量的水分吸收并储存起来，通过根据植物的水分需求来释放适量的水分，从而为植物提供充足的水分。
2.减少浇水频次：由于吸水树脂具有持水能力强的特性，可以长时间保持水分，减少了频繁浇水的需求，给人们的养护工作带来了便利。
3.缓解干旱环境：吸水树脂的高吸水性能和持水能力可以帮助植物在干旱环境中生存，提供了良好的养分和水分供给，减轻了植物受干旱影响的程度。
4.提高植物生存率：吸水树脂能够提供可控的水分供给，避免过度浇水或水分不足造成的植物死亡，从而提高了植物的生存率。
5.保持土壤湿润度：吸水树脂可以帮助保持土壤的湿润度，在植物生长过程中起到稳定土壤湿度的作用，为植物的生长提供了良好的环境。
6.降低养护难度：由于吸水树脂减少了频繁浇水的需求，可以降低植物的养护难度，方便了人们的养护工作。
吸水树脂的使用方法1.选择适合的吸水树脂：根据植物的种类和具体需求选择合适的吸水树脂规格和品牌，确保吸水树脂的质量和效果。
2.使用适量的吸水树脂：根据植物的根系大小和需水量，使用适量的吸水树脂，避免过量或不足。
3.混合吸水树脂和土壤：将适量的吸水树脂和土壤混合均匀，确保吸水树脂能够与土壤充分接触和发挥作用。
4.喷水激活吸水树脂：在混合吸水树脂和土壤后，喷水激活吸水树脂，使其吸水膨胀，准备好为植物提供水分。
5.按照植物的生长需求进行管理：根据植物的生长需求，定期检查和管理吸水树脂的湿润程度，避免出现水分过多或过少的情况。
7.高吸水性树脂资料
高吸水性树脂
CH2 CH
+ CH2 CH R CH CH2
COOH
引发剂
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COOH
R
COOH
R
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COONa
COONa
NaOH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
COOH
R
COOH
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高吸水性树脂
1.2 高吸水性树脂的制备方法 1.2.1 淀粉类高吸水性树脂的制备方法
美国农业部北方研究中心最早开发的淀粉 类高吸水性树脂是采用接枝合成法制备的。即 先将丙烯腈接枝到淀粉等亲水性天然高分子 上，再加入强碱使氰基水解成羧酸盐和酰胺基 团。这种接枝化反应通常采用四价铈作引发 剂，反应在水溶液中进行。
a. 用交联剂网状化反应； b. 自身交联网状化反应； c. 辐射交联； d. 在水溶性聚合物中引入疏水基团
或结晶结构。
a. 粉末状； b. 颗粒状； c. 薄片状； d. 纤维状。
7
高吸水性树脂
1.1.1 淀粉类 淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。一
种是淀粉与丙烯腈进行接枝反应后，用碱性化 合物水解引入亲水性基团的产物，由美国农业 部北方研究中心开发成功；另一类是淀粉与亲 水性单体（如丙烯酸、丙烯酰胺等）接枝聚 合，然后用交联剂交联的产物，是由日本三洋 化成公司首开先河的。
后将产物用碱水解后得到乙烯醇与丙烯酸盐的 共聚物，不加交联剂即可成为不溶于水的高吸 水性树酯。这类树脂在吸水后有较高的机械强 度，适用范围较广。
13
高吸水性树脂
（4）改性聚乙烯醇类 这类高吸水性树脂由聚乙烯醇与环状酸酐
功能高分子之吸水树脂(精)
功能高分子之吸水树脂功能高分子功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。
它们之所以具有特定的功能, 是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团, 或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。
吸水树脂吸水树脂 (Super Absorbent Polymer, SAP 是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。
它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能,并且保水性能优良,一旦吸水膨胀成为水凝胶时,即使加压也很难把水分离出来。
通用名高吸水树脂、吸水树脂,用于不同行业又有专业俗称如农林保水剂、光缆阻水粉、高分子吸水珠、人工水晶泥、蓄热蓄冷剂等。
kl-sap 主要化学成分是低交联型聚丙烯酸钠盐, 属新型功能高分子吸水材料。
吸水树脂的性能:1.高吸水性 :高吸水树脂的高吸水性包括:①吸水能力大。
高吸水树脂的吸水倍率一般为自身质量的几十倍、几百倍甚至几千倍;②吸水速率快。
离子型高吸水树脂达到饱和需几小时到几十小时, 0.5h 左右可达饱和吸水量的 1/2;非离子型高吸水树脂达到饱和只需 20~60min ,几秒钟至两分钟就可达到饱和吸水量的 1/2以上。
③吸湿能力强, 吸湿速率快。
能吸收空气及土壤环境中的气态水分子。
高吸水树脂的吸湿能力和吸湿速率主要取决于高吸水树脂的种类和环境湿度的大小。
2.高保水性:高吸水树脂不但吸水能力强,而且保水能力也非常强。
所谓保水能力指的是吸水后的膨胀体能保持其水溶液不离析的状态的能力。
众所周知, 含有大量水的一般水凝胶都具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。
高吸水树脂是水凝胶, 所以其吸收的水分在自然条件下蒸发速度很慢, 而且加压也不易离析。
通常物质的脱水主要有加热蒸发脱水和加力脱水两种。
因此, 高吸水树脂也有自然条件保水性、热保水性和加压保水性等几种保水功能。
3.有效持续性强 :保水剂具有反复吸水功能,即吸水 --释水 --干燥 --再吸水。
4.增稠性:高吸水树脂凝胶具有特殊的流变性能,增稠性是其显著特性。
吸附树脂和吸水树脂
吸附树脂和吸水树脂都是一种高分子聚合物，但它们的性质和应用略有不同。
吸附树脂是一种具有特定孔结构和高比表面积的高分子材料，能够通过物理或化学吸附作用，吸附和分离不同的物质。
吸附树脂广泛应用于水处理、气体分离、有机物分离等领域。
根据吸附机理，吸附树脂可分为物理吸附树脂和化学吸附树脂两类。
物理吸附树脂主要依靠范德华力或静电力进行吸附，而化学吸附树脂则通过化学键或配位键与被吸附物质结合。
吸水树脂则是一种能够吸收和保持水分的高分子材料。
吸水树脂的主要成分通常是聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾等水溶性高分子物质。
吸水树脂能够在其孔隙中吸收并存储大量的水分，因此广泛应用于农业、建筑、包装等领域。
例如，在农业中，吸水树脂可以作为保水剂，帮助植物保持水分；在建筑领域中，吸水树脂可以作为混凝土添加剂，提高混凝土的抗渗性和耐久性。
总的来说，吸附树脂和吸水树脂都是具有高比表面积和吸附能力的高分子材料，但吸附树脂主要用于吸附和分离不同物质，而吸水树脂则主要用于吸收和储存水分。
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淀粉类高吸水性树脂的制备方法
美国农业部北方研究中心最早开发的淀粉 类高吸水性树脂是采用接枝合成法制备的。即 先将丙烯腈接枝到淀粉等亲水性天然高分子 上，再加入强碱使氰基水解成羧酸盐和酰胺基 团。这种接枝化反应通常采用四价铈作引发 剂，反应在水溶液中进行。
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用该方法制得的高吸水性树脂虽有较好的 吸水能力，但由于反应体系的粘度通常很大， 水解反应不可能十分彻底，最终产品中会残留 有毒的丙烯腈单体，故限制了它们的应用。 日本三洋化成公司采取的改进方法是将淀 粉和丙烯酸在引发剂作用下进行接枝共聚。这 种方法的单体转化率较高，残留单体仅0.4％以 下，而且无毒性。
应用领域
日常生活 婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、 妇女卫生用品、插花材料、餐巾、手帕、绷 带、脱脂棉等。 农用保水剂，土壤改良剂 用作医疗卫生材料：外用药膏的基材、缓释 性药剂、抗血栓材料 工业吸水剂 食品工业 包装材料、保鲜材料、脱水剂、 食品增稠剂等 3
高吸水性树脂的分类
分类方法
42
(b) 聚丙烯腈水解法 将聚丙烯腈用碱水解，再用甲醛、氢氧化 铝等交联剂交联成网状结构分子，也是制备高 吸水性树脂的有效方法之一。这种方法较适用 于腈纶废丝的回收利用。 如用氢氧化铝交联腈纶废丝的皂化产物， 最终产品的吸水率为自身重量的700倍。反应 历程如下：
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(c) 聚丙烯酸酯水解法 通过聚丙烯酸酯的水解引入亲水性基团是 目前制备聚丙烯酸盐系高吸水性树脂最常用的 方法。这是因为丙烯酸酯品种多样，自聚、共 聚性能都十分好，可根据不同聚合工艺制备不 同外形的树脂。用碱水解后，根据水解程度的 不同，就可得到粉末状、颗粒状甚至薄膜状的 吸水能力各异的高吸水性树脂。
NaOH
+ CH2
CH
R
CH
CH2
引发剂
COOH CH2 CH CH2
COOH CH CH2
COONa CH2 CH CH2 CH R CH CH2 CH2
COONa CH CH2 CH R CH
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COOH CH2 CH CH2
COOH CH CH2
COONa
COONa
丙烯酸在聚合过程中由于氢键作用十分强 烈，自动加速效应严重。因此，反应后期极易 发生疑胶。故在工艺上常采用丙烯酸钠与二烯 类单体直接共聚的方法来解决聚合上的困难。 丙烯酸及其盐类是水溶性单体，若欲制得 颗粒状的高吸水性树脂，常采用有机溶剂逆向 悬浮聚合工艺。
(3) 淀粉酯（与相应纤维素衍生物的结构类似）
–乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫酸酯、硝 酸酯等。
(4) 淀粉醚（与相应纤维素衍生物的结构类似）
–羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等。
28
淀粉衍生物的应用
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纤维素类
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纤维素
β-1,4
高分子直链不溶性均一多糖
纤维素胶
（改性纤维素）
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纤维素分子易于缔合，形成多晶的纤维束 结晶区由氢键连接而成 结晶区之间由无定形区隔开 改性纤维素是水溶性胶 是一种膳食纤维，不被人体消化，不提供 热量，可作为食品配料
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支链淀粉构象示意图
17
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淀粉的糊化
–淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成 为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀 粉称为-淀粉。 –加热破坏了结晶胶束区弱的氢键后，淀粉颗粒开始水 合膨胀，结晶区消失，粘度增加，双折射消失
糊化点或糊化开始温度
双折射开始消失的温度
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（2）聚乙烯醇系 聚乙烯醇是一种水溶性高分子，分子中存 在大量活性羟基，用一定方法使其交联，并引 入电离性基团，可获得高吸水性的交联产物。 所用的交联剂有顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸 酐、双丙烯酰胺脂肪酸等。这些交联剂在起交 联作用的同时，引入了电离性基团，起到了一 举两得的效果。根据交联剂的不同，吸水率一 般为自身重量的700～1500倍。
149.4万吨 376.6万吨 223.6万吨
山东省 河北省 吉林省
三省占玉米淀粉总量的86%
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淀粉的结构
淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的 高分子化合物。 CH2OH
O
结构单元： D－吡喃型葡萄糖
HO OH HO
~OH
11
淀粉组成可以分为两类，直链淀粉与支链淀粉。 自然淀粉中直链，支链淀粉之比一般约为1528%:72-85%，视植物种类、品种、生长时期的不 同而异。
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用顺丁烯二酸酐交联聚乙烯醇的反应历程 如下：
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高吸水性树脂的吸水机理
从化学组成和分子结构看，高吸水性树脂 是分子中含有亲水性基团和疏水性基团的交联 型高分子。从直观上理解，当亲水性基团与水 分子接触时，会相互作用形成各种水合状态。
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水分子与亲水性基团中的金属离子形成 配位水合，与电负性很强的氧原子形成氢键 等。 高分子网状结构中的疏水基团因疏水作 用而易于斥向网格内侧，形成局部不溶性的 微粒状结构，使进入网格的水分子由于极性 作用而局部冻结，失去活动性，形成“伪冰” （false ice）结构。 亲水性基团和疏水性基团的这些作用， 显然都为高吸水性树脂的吸水性能作了贡献。
一些淀粉中直链和支链淀粉的含量（%） 淀粉来源 高直链淀粉 玉米 蜡质玉米 小麦 大米 马铃薯 木薯 直链淀粉 50~85 24 1 25 17 21 17 支链淀粉 15~50 76 99 75 83 79 83
直链淀粉结构
CH2OH O HO
O
1
OH O
4
CH2OH
O
OH
1 4
-1,4-苷键
24
国内的长春应用化学研究所采用Co60—γ 射线辐照玉米淀粉和土豆淀粉产生自由基，然 后在水溶液中引发接枝丙烯酰胺，也得到了吸 水率达2000倍的高吸水性淀粉树脂。 制备高吸水性树脂的淀粉主要采用玉米淀 粉和小麦淀粉，也可采用土豆、红薯和大米的 淀粉为原料，甚至有直接采用面粉为原料的。
25
淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来 源丰富，产品吸水倍率较高，通常都在千倍以 上。缺点是吸水后凝胶强度低，长期保水性 差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸 水、保水作用。
14
支链淀粉
CH2OH HO HБайду номын сангаас CH2OH O HO
O
1
O
1
OH O
6 4
-1,6苷键
O
OH O
OH O
CH2
HO
-1,4-苷键
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支链淀粉
葡萄糖通过-(1,4)糖苷键连接构成主链， 支链通过 -(1,6)糖苷键与主链连接 支链淀粉分子如球状 聚合度为600~6000 ，分子量可达 107~5108 支链淀粉不可溶
a.
按产品形状分类
b. c. d.
5
高吸水性树脂的制备
淀粉类
6
淀粉含量:大米约80%; 小麦约70%;马铃薯约有20％ 7
薏米淀粉颗粒结构
大米淀粉颗粒结构
8
中国淀粉的品种
7%
3%
3% 1%
玉米淀粉 木薯淀粉 小麦淀粉 马铃薯淀粉
86%
红薯淀粉
9
淀粉生产向主产区集中
2004年玉米主产省淀粉产量
a.
类
别
淀粉类； b. 纤维素类； 按原料来源分类 c. 合成聚合物类：聚丙烯酸盐系； 聚乙烯醇系； 聚氧乙烯系等 a. 亲水单体直接聚合； b. 疏水性单体羧甲基化； 按亲水基团引入方式分类 c. 疏水性聚合物用亲水单体接枝； d. 腈基、酯基水解
4
a. b.
按交联方法分类
c.
d.
用交联剂网状化反应； 自身交联网状化反应； 辐射交联； 在水溶性聚合物中引入疏水基团 或结晶结构 粉末状； 颗粒状； 薄片状； 纤维状
50
实验证明，由于亲水性水合作用而吸附 在高吸水性树脂中亲水基团周围的水分子层 厚度约为5×10－10～6×10－10 m，相当于 2～3个水分子的厚度。研究认为，第一层水 分子是由亲水性基团与水分子形成了配位键 或氢键的水合水，第二、三层则是水分子与 水合水形成的氢键结合层。再往外，亲水性 基团对水分子的作用力已很微弱，水分子不 再受到束缚。
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与淀粉类高吸水性树脂相比，纤维素类的 吸水能力比较低，一般为自身重量的几百倍， 但是作为纤维素形态的吸水性树脂在一些特殊 形式的用途方面，淀粉类往往无法取代。例 如，与合成纤维混纺制作高吸水性织物，以改 善合成纤维的吸水性能。这方面的应用显然非 纤维素类莫属。
38
合成聚合物类高吸水性树脂
合成聚合物类高吸水性树脂目前主要有聚 丙烯酸盐系和聚乙烯醇系两大系列。根据所用 原料、制备工艺和亲水基团引入方式的不同， 衍生出许多品种。
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最常用的是将丙烯酸酯与二烯类单体在分 散剂存在下进行悬浮聚合，再用碱进行部分水 解的方法。产物的吸水率为300～1000倍。 用醋酸乙烯与丙烯酸酯共聚后水解，可得 性能更好的高吸水性树脂。如用醋酸乙烯与丙 烯酸甲酯共聚后用碱皂化，产物在高吸水状态 下仍具有较高强度，对光和热的稳定性良好， 且具有优良的保水性。
39
（1）聚丙烯酸盐系 聚丙烯酸盐系高吸水性树脂的制备方法主 要采用丙烯酸直接聚合皂化法、聚丙烯腈水解 法和聚丙烯酸酯水解法三种工艺路线，最终产 品均为交联型结构。
40
(a) 丙烯酸直接聚合皂化法
CH2 CH COOH CH2 CH CH2 CH R CH CH2 CH2 CH CH2 CH R CH
26
变性淀粉
淀粉分子中的少量羟基被改性（酯基或醚
基），取代度DS为0.002~0.2。 酯化:酸酐、三聚磷酸钠、磷酸、三偏磷酸钠 醚化:氧化丙烷 作用:阻止链间缔合，防止沉淀，稳定化 性能变化 降低糊化温度，提高淀粉糊透明度，提高 抗老化以及冷冻-解冻的稳定性