⑴ 下列材料中,属于功能高分子材料的是() A、塑料 B、合成纤维 C、高吸水性树脂 D、涂料
分析: 功能高分子是一类以基本合成材料为原料、在其中添加一些特殊的物质或经过特殊的处理后具有特殊功能的高分子材料. 塑料、合成纤维和涂料属传统合成材料高吸水性树脂属于功能高分子材料.故选C. 点评: 本题考查传统合成材料和功能高分子材料的区别,难度不大,注意基础知识的积累.
⑵ 高分子吸水树脂SAP 颗粒
高吸水树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)是一种新型功能高分子材料。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。因此,它在个人卫生用品、工农业生产、土木建筑等各个领域都有广泛用途。
高吸水树脂是一类含有亲水基团和交联结构的大分子,最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。按原料划分,有淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(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)几大类。其中聚丙烯酸系高吸水树脂较淀粉系及纤维素系相比,具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、吸水能力强、产品保质期长等一系列优点,成为当前该领域的研究热点。目前世界高吸水树脂生产中,聚丙烯酸系占到80%。
高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。吸水前,高分子链相互靠拢缠在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固。与水接触时,水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中,链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求,反离子不能迁移到树脂外部,树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中,形成水凝胶。
同时,树脂本身的交联网状结构及氢键作用,又限制了凝胶的无限膨胀。
当水中含有少量盐类时,反渗透压降低,同时由于反离子的屏蔽作用,使高分子链收缩,导致树脂的吸水能力大大下降。通常,高吸水树脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去离子水中的1/10左右。
吸水和保水是一个问题的两个方面,林润雄等对此进行了热力学探讨。在一定温度和压力下,高吸水树脂能自发地吸水,水进入树脂中,使整个体系的自由焓降低,直到平衡。若水从树脂中逸出,使自由焓升高,则不利于体系的稳定。差热分析表明,高吸水树脂吸收的水在150°C以上仍有50%封闭在凝胶网络中。因此,常温下即使施加压力,水也不会从高吸水树脂中逸出,这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。[1]
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。
⑶ 止尿裤里面吸水的胶状物是什么材料
高吸水性树脂(SPA)又称超强吸水剂,是一种新型的功能高分子材料。吸水倍数可达自身质量的数百乃至数千倍。最早的高吸水性树脂是1974年美国学业部北方研究所研制的淀粉接枝丙烯腈共聚物的水解物,但20世纪80年代初却是日本的高吸水性树脂开发技术占据了主导地位。虽然高吸水性树脂的开发时间较短,但各方面发展非常快,如1983年世界总产量为6000t,到1987年仅日本的产量就达到了36000t;目前全世界生产高吸水性树脂的厂家达 30-40个,主要分布在日本、美国及欧洲;产品从淀粉接枝丙烯腈发展到淀粉接枝丙烯酸、交联纤维素类、聚丙烯酸盐、共聚物水解、聚醚、聚氨酯等类;高吸水性树脂的吸水率从80年代的百倍提高到目前的四五千倍。我国开展高吸水性树脂研制的时间较短(20世纪80年代初开始),但研究、生产单位已达数十家,高吸水性树脂的专利已达数十种。1999年的累计产量已达近千吨,但仍存在品种单一、质量参差不齐等问题,缺少高功能的产品,某些含量的指标偏高。目前世界上占主导地位的是聚丙烯酸盐类高吸水性树脂。4 [5 f% L/ b6 @2 B7 C
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1 高吸水性树脂生产方法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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通过天然高分子的接枝改性合成的高吸水性树脂的优点是成本较低、产物超过使用周期可以分解,缺点是工艺复杂、产品易**,强度较差。天然高分子的接枝主要有以下几种方法。
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淀粉-丙烯腈接枝共聚物:淀粉-丙烯腈接枝共聚物的水解产物是世界上第一个开发的高吸水性树脂。特点是吸水倍数高(1000-3000倍)、成本低。缺点是水解工艺比较复杂,干燥效率低。合成所用的硝酸铈铵是至今淀粉接枝不饱和单体最有效的引发剂,其工艺过程为: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。如果采用三价锰盐-硫酸亚铁铵双氧水组成的复合引发体系,则接枝效率可达95%。合成时需要控制引发剂用量、加入方式、温度、淀粉种类和丙烯腈用量等。但关键是控制共聚物的皂化方法和皂化程度。
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淀粉-混合单体的接枝共聚物:即在淀粉上除了接枝丙烯腈外,还可以接枝丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺等单体。其优点是进一步提高产物的吸水倍数,此外,如采用颗粒淀粉,可省去糊化工序,缩短皂化时间,产品容易过滤、分离、清洗、贮存。
淀粉-聚丙烯酸钠的接枝共聚物优点是将淀粉和聚丙烯酸钠水溶液在加热条件下进行混炼,即过程力化学接枝形成产物。+ v" G1 \+ u' U/ k4 P
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纤维素的接枝共聚物:即将丙烯腈等单体分散在纤维素浆液中,在铈盐引发剂的作用下进行接枝共聚,再加压水解。其优点是:虽然吸水倍数不如淀粉类共聚物,但可制成高吸水性织物,可与纤维混纺,改善最终产品的吸水性能。
天然高分子羧甲基化:特点是控制羧甲基化的程度,交联后可得吸水性不同的产物。
交联水溶性合成树脂8 k2 q h/ `4 E7 L$ \7 T, U4 B
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以水溶性合成树脂为原料合成高吸水树脂是目前的主导,其优点是克服了天然高分子接枝后改性的不足,并且原料丰富,缺点是成本偏高。具体合成方法为:; i) f' l- Q4 A% {: l& W0 A
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聚乙烯醇的交联改性:主要通过酸酐的交联,并引入-COONa基团。特点是吸水性能可调。! G8 K( E/ c- }4 @- Z P
聚丙烯酰胺的交联改性:主要通过辐射引发或引发剂引发磷酸、马来酸酐、邻苯二甲酸酐等与聚丙烯酰胺交联,如采用丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚交联,可得吸水量可达2000g/g的高吸水性树脂。
聚丙烯腈的改性:主要是通过丙烯腈与甲基丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺进行共聚、纺丝、再硫酸浸渍制得纤维状吸水树脂。5 M* v: o( }! v, Z5 V( [6 g
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聚丙烯酸的改性:主要是通过丙烯酸盐类单体的水溶液聚合或反相悬浮聚合制得,其产量是最大的。交联方法可以采用交联剂交联、自身交联、离子交联等方法。) F, V y: c% I T4 W
⑷ 吸水性树脂与水溶性树脂有什么区别
吸水性树脂是一种新型高分子材料,水溶性树脂是普通高分子,都具有很强的吸水能力。具体区别在于:
1、吸水性树脂是一种新型功能高分子材料。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。高吸水性树脂是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料。
2、水溶性树脂是指树脂高分子能够溶解或者说溶胀在水中。而水性树脂既包括水溶性树脂,也包括水分散性树脂(或者说乳液),高分子以乳液的形式分散在水相中,而不是溶胀。水溶性树脂一般含量不能做太高,高分子溶胀得很厉害,含量高了黏度会很大,但是乳液含量可以做得高一点,因为乳液中高分子是以聚合粒子或者聚集形式存在,含量高时黏度也不会很大。
⑸ 高吸水性树脂是什么材料
功能性高分子材料。高吸水性树脂是一种具有三维网状结构的高分子物质,它以不饱和烯类单体作为原材料,是经过添加交联剂和引发剂经聚合反应合成的功能性高分子材料。简而言之,高吸水性树脂是一种具有高度吸水性和保水性的材料,广泛应用于纸尿裤、卫生巾、吸水玩具等领域。