高吸水性树脂_SAP_现状及发展趋势分析_张丽
高吸水性树脂的发展及研究现状_龚吉安
1 高吸水树脂的吸水机理
高吸水性树脂是由三维空间网络构成的高聚 物，它 的 吸 水 既 包 含 物 理 吸 附，又 包 含 化 学 吸 附。 Flory-Huggins 热力学理论［4］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。公式如下：
式中，Q 表示吸水倍率，Ve / V0 表示交联密度，（ 1 /2 － x1 ） 表示对水的亲和力，i / Vu 表示固定在树脂上的 电荷浓度，S 表示外部溶液电解质的离子强度，Vu 表 示单体单元（ 结构单元） 的摩尔体积。式中分子第 一项表示渗透压，第二项表示和水的亲和力，此两项 之和表示吸水能力。
Abstract： Super absorbent polymer is a kind of having hydrophilic group and cross-linked functional polymer material，widely used in many fields such as sanitary goods，sealing composites and medical drug-delivery systems． Absorbing water mechanism and properties of super absorbent polymer were discussed． Research progress of different kinds of super absorbent polymers at home and abroad were introduced， and the possible development in the future was predicated． Key words： super absorbent polymer； absorbent mechanism； research current situation
高吸水树脂现状评价
1.总论1.1项目由来高吸水性树脂（SAP）在建筑、农业、医药、保鲜、电子工业、日用化工等方面有十分广泛的用途，如可用于卫生用品、土壤改良、园艺用品、食品包装、电缆线防水等等。
目前主要用于卫生用品如婴儿尿布（裤）、成人失禁尿垫、妇女卫生棉的生产等，且需求量越来越大。
鉴于目前我国大陆有数家小规模高吸水性树脂生产企业，但尚无万吨级及以上生产装置，且技术落后，成本高，质量低，达不到卫生标准，同时原料丙烯酸需进口，故不具备竞争力，因而国内大陆所需高吸水性树脂产品绝大部分依赖进口，预计今后需求量每年增加，预计到2013年，全国对SAP产品的需求量将达到7万吨左右。
建设SAP 项目可填补国内空白，替代进口，更可发展出口，为企业创造良好的经济效应。
因此，xxxxxx塑胶工业股份有限公司拟独资建设年产3万吨高吸水性树脂，主要原材料丙烯酸系该集团xx丙烯酸酯（xxxxxx）有限公司AE厂供应。
xxxxxx企业之一的xxxxxx塑胶工业（开曼）有限公司是在xxxxxx 经济技术开发区内的xx工业园区内投资设立。
xxxx树脂（xxxxxx）有限公司是由xxxxxx塑胶工业（开曼）有限公司根据“中华人民共和国外资企业法”和中国其他有关法规，在xxxxxx经济开发区设立的台商独资企业，于2005年7月成立；项目总投资额为2307.7万美元，注册资本为930万美元（于2008年8月28日经批准增资为1930万美元）；该3万吨项目已经在2008年1月建设完工，并于2008年2月份进入试运行阶段；该项目于2011年进行了技改，生产能力从3万吨提升到了4.5万吨，并于2012年4月23日取得了xxxxxx市环境保护局关于该项目试生产的复函。
目前该公司已生产运行四年多，由于该公司在生产过程中可能存在粉尘、毒物、物理因素等职业病危害因素，根据《中华人民共和国职业病防治法》、《建设项目职业病危害分类管理办法》和《作业场所职业健康监督管理暂行规定》等国家法律、法规、规范和相关标准，xxxx树脂（xxxxxx）有限公司委托xxxx股份有限公司对该公司目前生产过程中存在的职业病危害因素进行职业病危害现状评价。
高吸水性树脂
高吸水性树脂神奇的功能高分子材料—高吸水性树脂随着科学技术和国民经济的发展，高分子材料已经渗透到各个领域。
各种塑料制品、薄膜、人造皮革、合成橡胶、合成纤维等已经成为人们生活中不可缺少的材料。
功能高分子材料是20世纪60年代发展起来的新型领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。
功能高分子有时也称为精细高分子或特种高分子，至今还没有一个准确的定义，一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
高吸水性树脂就是一种新型的功能高分子材料，它具有优异的吸水、保水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，最高可以达到5300倍的水，即使挤压也很难脱水，被冠予“超级吸附剂”的桂冠。
高吸水性树脂的种类很多，所用原料及工艺方法也各不相同。
主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧乙烷类、淀粉接校共聚物类等，此外还有与橡胶共混的复合性吸水材料。
在上述各种类型中，研究开发较多的为聚丙烯酸酯类。
该树脂系以丙烯酸和烧碱为主要原料，采用逆向聚合法而制得。
由于工艺较为简单，易于操作，制得的树脂吸水率高，生产成本较低，因此发展非常迅速。
高吸水性树脂是一种白色或徽黄色、无毒无味的中性小颗粒。
它与海绵、沙布、脱脂棉等吸水材料的物理吸水性不同，是通过化学作用吸水的。
所以树脂一旦吸水成为膨胀的凝胶体，即使在外力作用下也很难脱水，因此可用作农业、园林、苗不移植用保水剂。
在蔬菜，花卉种植中，预先在土壤中撒千分之几的高吸水性树脂，可使蔬菜长势旺盛，增加产量。
在植树造林中，各种苗木移植期间往往因为保管不善而干枯死亡。
如果将刚出土的苗木用高吸水性树脂的水凝胶液进行保水处理，其成活率可显著提高。
有人做过山茶花、珊瑚树的移植试验。
高吸水树脂
a. b. 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。
按产品形状分类
a. b. c. d.
淀粉类
淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。 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， 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； 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， 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， 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。 河的。 淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来源丰富， 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。 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， 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。 而失去吸水、保水作用。
淀粉类树脂的制备方法
淀粉糊化 → 冷却 → 接枝共聚 → 加压水解 → 冷却 → 酸化 → 离 心分离 → 中和 → 干燥 → 成品 包装。 包装。
（四价铈为引发剂，三氯化铝为交联剂） 四价铈为引发剂，三氯化铝为交联剂）
纤维素类
纤维素改性高吸水性树脂也有两种形式。 纤维素改性高吸水性树脂也有两种形式。 一种是纤维素与一氯醋酸反应引入羧甲基后用 交联剂交联而成的产物； 交联剂交联而成的产物；另一种是由纤维素与 亲水性单体接枝共聚产物。 亲水性单体接枝共聚产物。 纤维素改性高吸水性树脂的吸水倍率较 低，同时亦存在易受细菌的分解失去吸水、保 同时亦存在易受细菌的分解失去吸水、 水能力的缺点。 水能力的缺点。
高吸水性树脂的发展_结构及吸水理论研究现状
收稿日期:2009—07—16作者简介:沈朴(1981—),男,陕西府谷人,助教,从事化学工程与工艺教学与研究。
E -mail:shenpu32@s ohu .co m高吸水性树脂的发展、结构及吸水理论研究现状沈 朴(榆林学院化学与化学工程学院,陕西榆林719000)摘 要:高吸水树脂是一种新型功能高分子材料,由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。
介绍了高吸水树脂的发展、结构以及吸水理论,并对目前的研究现状进行了分析。
关键词:高吸水树脂;结构;吸水机理中图分类号:T Q324.8 文献标识码:A 文章编号:1008-3871(2010)02-0053-03 高吸水性树脂(Super Abs othent Poly mer,简称S AP ),是由低分子物质经聚合反应合成或由高分子化合物经化学反应制成,是一种经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料,分子链上含有很多强亲水基团,能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水,这是以往材料所不可比拟的。
高吸水性树脂不但吸水能力强,且保水能力非常高,吸水后无论加多大压力也不脱水。
因此被广泛地应用到农业、林业、园艺等的土壤改良剂、卫生用品材料、工业用脱水剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等。
1 高吸水树脂的发展1.1国外发展概况 上世纪50年代前,人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物,如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。
50年代,科学家通过大量实验研究,建立了高分子吸水理论,称为Fl ory 吸水理论,为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。
高吸水性树脂的发展是从1961年美国农业部北方研究所C .R.Russen 和GF .Fanta 等人将淀粉接枝于丙烯睛研究开始的。
之后GF .Fanta 等继续研究,1966年首先发表文章指出:淀粉衍生物吸水性树脂具有优越的吸水能力,吸水后形成的凝胶体保水性很强,即使加压也不与水分离,同时具有吸湿放湿性。
高吸水树脂的研究现状及发展前景
高 吸 水 性 树 脂 是 具 有 良好 吸 水 性 能 和 保 水 性 能 的 高 分 子聚 合 物 的总 称 。这 类 材 料 含 有 羧 基 、 羟 基 等 强 亲 水 性 基 团， 并构 成 具 有 一 定 交联 度 的三 维 网络 结 构 ， 能 够 迅 速 吸 收
Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎｄ ｐｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｓ ＡＰ
Ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｕ － ｒ ｕ ｉ 。 ， Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｗ ｅ ｎ ，ＷＡ Ｎ Ｇ Ｇ ａ ｎ ｇ － ｙ ｉ ，
（ １ ． 黑龙江省科学院技术物理研 究所 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ６ ； ２ ． 哈尔滨工程大学 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ；
３ ． 黑龙江省科 学院 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ； ４ ． 黑龙江省科学 院高技术研究 院， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ０ ；
５ ． 哈药集团制药总厂 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ６ ）
２． Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｈａｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ００ ８６， Ｃｈｉ ｎ ａ；
３ ． Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ￣ ｉ ａ ｎ ｇ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｆ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ４ ． １ ｒ ￣ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆＡ ｏ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆＨ ｏ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｆＳ ｏ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ２ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
高吸水性树脂调研报告解析
目录摘要 (2)关键词 (2)一、高吸水性树脂概述 (2)1、高吸水性树脂基本概念 (2)2、高吸水性树脂特性 (3)二、高吸水性树脂的研究进展 (3)1、国际研究进展 (3)2、国内研究进展 (4)三、高吸水性树脂的吸水机理 (5)1、吸水机理基本概况 (5)2、影响树脂吸水性的因素 (5)四、高吸水性树脂的制备 (6)1、本体聚合法 (7)2、反相乳液聚合法 (7)3、水溶液聚合法 (7)4、反相悬浮聚合法 (7)5、互穿聚合物网络聚合法 (8)五、高吸水性树脂的应用 (8)1、在农业与园艺方面的应用 (8)2、在医用、卫生方面的应用 (8)3、在工业方面的应用 (9)4、在建筑方面的应用 (9)六、高吸水性树脂的发展趋势 (9)1、高性能化 (9)2、复合材料化 (10)3、功能化 (10)4、可降解性 (10)附（Personal Views） (11)摘要高吸水性树脂又称高分子吸水材料（SAP），是一种含有羧基、羟基等强亲水基团，并具有一定交联网络结构的高分子聚合物，是一类新型的功能高分子材料，具有吸水量大和保水性强两大特点。
高吸水性树脂以其优越的性能，广泛应用于农林业生产、医疗卫生、建筑材料、交通运输等诸多领域，并发挥巨大作用。
随社会需求增加以及社会工业发展方向，其研究的趋势也随之向低成本、高产量、高吸水率、多功能化和环保化发展。
关键词吸水树脂研究进展吸水机理制备方法发展趋势实际应用一、高吸水性树脂概述1、高吸水性树脂基本概念高吸水性树脂（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。
2、高吸水性树脂特性（1）高吸水性能吸收自身重量的数百倍或上千倍的无离子水。
（2）高吸水速率每克高吸水树脂能在30秒内就吸足数百克的无离子水。
高吸水树脂应用与发展
高吸水树脂的发展与应用摘要：高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料，由于它具有很强的吸水性和优良的保水性，近年来，高吸水性树脂的开发在我国发展较快。
在工业、农林、园艺及日常生活等方面具有广阔的应用前景。
介绍了高吸水树脂的研究状况、应用现状、发展现状及其在各方面的应用，并讨论了改进高吸水树脂性能的方法以及目前的主要研究趋势，并对对今后的研究发展进行了展望并提出建议。
关键词：高吸水树脂；现状；应用；发展一、高吸水树脂1、高吸水性树脂的定义高吸水树脂 (super —absorbent Polymer，简称SAP)，是一种出现与2O世纪60年代的一种经适度交联的具有三维网络结构的新型功能高分子材料。
由于该材料分子中含有大量的羧基、羟基等强亲水性基团而具有高分子电解质的分子扩张性能。
同时，由于微交联三维网络结构阻碍了分子的进一步扩张，使得分子在水中只溶胀不溶解，具有奇特的吸水和保水能力，它能吸收相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水，并有很强的保水能力，已经被广泛应用于农林、园艺、工业、医疗、环保等各个领域。
2、高吸水树脂的特点（1）吸水量高常用的吸水材料海绵等吸水能力为自身重量20倍左右，而淀粉类树脂可吸收自身重量的数百千倍的水。
（2）保水性好普通吸水材料吸水后，受到压力，易放出水，但高吸水性树脂受压，水不容易从树脂中放出来，也就是说它在外加压力下仍具有良好的保水性。
（3）热稳定性好不同吸水树脂，有不同的热稳定性。
淀粉类在150度加热1h，开始变黑，吸水能力下降，如把高吸水树脂储存在密封容器中，可储存3-4h，其吸水能力不变。
（4）增稠性高吸水性树脂吸水后呈水凝状，比普通水溶性的更高的黏度，明显的增稠效果。
3、高吸水树脂的分类（1）淀粉类淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。
与淀粉进行接枝共聚应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。
目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。
高吸水性树脂的发展、结构及吸水理论研究现状
Ｈ ｒｕｅ 、 ａｉ ａｓ ｒｈ ｅ ｅａ ｌ Ｃ ｅ ｉ ｌ 日本 ｅｅ ｌ Ｎ ｔ ｎ ｌａｅ 、Ｇ ｎｒｌ ｌ ｈ ｍ ｃ 、 ｓ ｏ ｔ Ｍｉｓ ａ
发展 、 结构 以及吸 水理 论 ， 并对 目前 的研 究现 状进 行 了分析 。
关 键词 ： 高吸 水树 脂 ； 结构 ； 水机 理 吸
中图分类 号 ：Ｑ ２ ． 文 献标 识码 ： 文章编 号 ：０８— ８ １ ２ １ ）２－ ０３一 ３ Ｔ ３４８ Ａ １０ ３７ （００ ０ ０５ ｏ
三维 网络结 构 的新 型 功 能 高 分子 材 料 ， 子链 上 含 分 有 很 多强亲水 基 团 ， 吸 收 相 当于 自身 重 量几 百倍 能 甚 至几 千倍 的水 ， 是 以往 材 料 所 不 可 比拟 的 。高 这
材 料 的 品种 、 造 方法 、 能和应 用 领域 等方 面进行 制 性 了大 量 的 研究 工 作 。 １７ ９４年 Ｇ Ｆ Ｆｎａ等 又 发 表 ． ． ａｔ 论文 指 出皂 化 淀粉 接 枝 共 聚 物 在 ３ ０秒 内 吸 去离 子
高 吸 水 性 树 脂 （ ｕ ｅ ｂｏｈ ｎ ｏｙ ｅ ， 称 Ｓ ｐ ｒＡ ｓｔｅ ｔＰ ｌ ｒ 简 ｍ
住 友 化学 、 三洋 化 成 工业 等 公 司 相继 成 功 地 开发 了
高 吸水性 树脂 。此后 ， 国 、 国等 世界 各 国对吸水 德 法
ＳＰ ， Ａ ）是由低分子物质经聚合反应合成或 由高分子 化合 物经化 学反 应 制 成 ， 一 种 经 适 度 交 联 而具 有 是
文献综述——高吸水性树脂.doc
文献综述一、高吸水性树脂1.高吸水性树脂定义高吸水性树脂（Super Absorbent Resin ）简称SAR，又称高吸水性聚合物（SAP）是一种含有羧基、羟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。
它不溶于水，也不溶于有机溶剂，却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，与传统的吸水材料相比具有更大的优势：与海绵、棉花、纤维素、硅胶相比，高吸水性树脂的吸水量大，可以吸收比自身重几百倍甚至上千倍的水，并且保水性强，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，具有良好的生物降解性能。
2.高吸水性树脂分类⑴淀粉类淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。
与淀粉进行接枝共聚反应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。
目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。
例如：淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸化淀粉、淀粉磺酸盐等。
⑵纤维素系类由于淀粉系高吸水性树脂的出现，人想到用纤维素为原料制备高吸水树脂。
纤维素原料来源广泛，能与多种低分子反应，是近十年来高吸水树脂发展的一个方面。
例如：纤维素接枝、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。
⑶合成树脂系它的种类很多，且随着研究的深入，也越来越多。
例如：聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类。
⑷有机-无机复合高吸水性树脂20世纪80年代Pandurange等将高吸水性树脂与其他材料复合，发现可以有效地改善其耐盐性、凝胶强度、热稳定性和保水性等性能。
因此，有机-无机复合材料能得到迅速的发展，并在高吸水性树脂领域占据了重要位置。
3.高吸水性树脂的特点⑴吸水量高常用的吸水材料如棉花、海绵、纸等其吸水能力为自身重量的20倍左右的材料，而淀粉高吸水树脂可吸收自身重量的数百倍至数千倍的水，最高可达5300倍。
⑵保水性好普通吸水性材料吸水后，受到压力容易放出水，但高吸水性树脂受压时，水不容易从树脂中放出来，也就是说高吸水性树脂在加外压的情况下仍然具有良好的保水性。