1、目錄摘要2關鍵詞2一、高吸水性樹脂概述21、高吸水性樹脂基本概念22、高吸水性樹脂特性3二、高吸水性樹脂的研究進展31、國際研究進展32、國內研究進展4三、高吸水性樹脂的吸水機理51、吸水機理基本概況52、影響樹脂吸水性的因素5四、高吸水性樹脂的制備61、本體聚合法72、反相乳液聚合法73、水溶液聚合法74、反相懸浮聚合法75、互穿聚合物網絡聚合法8五、高吸水性樹脂的應用81、在農業與園藝方面的應用82、在醫用、衛生方面的應用83、在工業方面的應用94、在建筑方面的應用9六、高吸水性樹脂的發展趨勢91、高性能化92、復合材料化103、功能化104、可降解性10附（Personal Views）

2、11摘要高吸水性樹脂又稱高分子吸水材料（SAP），是一種含有羧基、羥基等強親水基團，并具有一定交聯網絡結構的高分子聚合物，是一類新型的功能高分子材料，具有吸水量大和保水性強兩大特點。高吸水性樹脂以其優越的性能，廣泛應用于農林業生產、醫療衛生、建筑材料、交通運輸等諸多領域，并發揮巨大作用。隨社會需求增加以及社會工業發展方向，其研究的趨勢也隨之向低成本、高產量、高吸水率、多功能化和環保化發展。關鍵詞吸水樹脂 研究進展 吸水機理 制備方法 發展趨勢 實際應用一、高吸水性樹脂概述1、 高吸水性樹脂基本概念高吸水性樹脂（英文名為Super Absorbent Resin， 簡寫為SAR），或者稱為高吸水

3、性聚合物（英文名為Super Absorbent Polymer，簡寫為SAP），是一種含有羧基等強親水性基團并具有一定交聯度的水溶脹型高分子聚合物。2、 高吸水性樹脂特性（1）高吸水性 能吸收自身重量的數百倍或上千倍的無離子水。（2）高吸水速率 每克高吸水樹脂能在30秒內就吸足數百克的無離子水。（3）高保水性 吸水后的凝膠在外加壓力下，水也不容易從中擠出來。（4）高膨脹性 吸水后的高吸水樹脂凝膠體體積隨即膨脹數百倍。（5）吸氨性 低交聯型聚丙烯酸鹽型高吸水性樹脂其分子結構中含有羧基陰離子，遇氨可將其吸收，有明顯的去臭作用。二、高吸水性樹脂的研究進展1、 國際研究進展高吸水樹脂的研究開發始于2

4、0世紀60年代后期。1966年美國農業部北方研究所以鈰鹽做引發劑，制備了最早的高吸水性樹脂淀粉接枝丙烯腈共聚物，世界各國，特別是美國、日本、歐洲紛紛對高吸水性材料進行了諸多研究。 高吸水性樹脂得到進一步研究和發展是在20世紀80年代之后。高吸水性樹脂的種類增多，應用領域和使用量也迅速增長，在生產和開發中，除了使用纖維素、淀粉之外，還采用了蛋白質、殼聚糖等天然化合物衍生物為原料合成高吸水性樹脂，拓展了高吸水性樹脂的種類。在制備工藝上，除了使用接枝共聚的方法外，還采用了親水性乙烯基單體的交聯聚合和多糖類的羧甲基化的方式。在此同時，出現了吸水性功能性材料和吸水復合材料。 進入20世紀90年代，高吸水

5、性樹脂的制備工藝已經趨向成熟，各方面研究也已形成規模。開發了對環境友好的可生物降解的聚氨基酸系高吸水性樹脂、復合纖維、無紡布材料、芳香性衛生用品、高吸水性樹脂泡沫和室內裝飾性凝膠等材料。 現在，高吸水樹脂已經廣泛應用于農林園藝、醫療衛生、建筑材料、石油工業、食品行業、日用品行業、人工智能材料等各個領域。2、 國內研究進展國內高吸水性樹脂的研究工作起步較晚，始于20世紀80年代初，與國外相比，我國高吸水性樹脂的研究開發與應用相對比較緩慢。 在文獻報道和專利方面，國內有關高吸水性樹脂的文獻報道和專利逐漸增多，在復合型高吸水性材料方面尤其突出，主要包括天然高分子復合型高吸水性材料和無機-有機復合型高

6、吸水性材料。在多糖類復合高吸水性材料領域，通過粉碎的麥秸稈與丙烯酸接枝共聚，制備出價格低廉，在蒸餾水溶脹417倍的高吸水復合樹脂。在麥秸稈-丙烯酸復合樹脂上，添加季銨鹽改性過的蒙脫土，通過原位聚合，又制備出性能優異的納米型高吸水性樹脂。在蛋白質復合高吸水性材料領域，以改性羽毛蛋白和魚蛋白為主要原料，研究制備具有更好的耐鹽性能、保水性能和更寬的PH適用范圍的復合型高吸水樹脂。在無機-有機復合型高吸水性材料領域，以丙烯酸、鈉基膨潤土為原料，制備了具有良好的血液相容性吸水材料;以魔芋葡甘露聚糖、丙烯酸單體、高嶺土為原料，制備了KGM-AA-AM聚合物，在蒸餾水中的溶脹倍率可達1941倍。目前，我國的

7、高吸水性樹脂耐鹽性、生物降解性方面明顯較差，在質量、價格及應用方面都無法與進口產品競爭。三、高吸水性樹脂的吸水機理1、 吸水機理基本概況 高吸水性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，因為吸水樹脂上含有多個親水集團，故首先進行水潤濕，然后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。由于鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反粒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

8、身的交聯網狀結構及氫鍵作用，又限制了凝膠的無限膨脹。2、 影響樹脂吸水性的因素 高吸水性樹脂的吸水性受多種因素制約，歸納起來主要有結構因素、形態因素和外界因素三個方面。結構因素包括親水基的性質、數量、交聯劑種類和交聯密度，樹脂分子主鏈的性質等等，樹脂的結構與生產原料、制備方法有關。交聯劑的影響：交聯劑用量越大，樹脂交聯密度越大，樹脂不能充分地吸水膨脹；交聯劑用量太低時，樹脂交聯不完全，部分樹脂溶解于水中而使吸水率下降。吸水力與水解度的關系：當水解度在6085%時，吸收量較大；水解度大于這個范圍時，吸收量下降，其原因是隨著水解度的增加，盡管親水的羧酸基增多，但交聯劑也發生了部分水解，使交聯網絡被

9、破壞。形態因素主要指高吸水性樹脂的主品形態。增大樹脂主品的表面，有利于在較短時間內吸收較多的水，達到較高吸水率，因而將樹脂制成多孔狀或鱗片可保證其吸水性。外界因素主要指吸收時間和吸收液的性質。隨吸收時間的延長，水分由表面向樹脂產品內部擴散，直至達到飽和。高吸水樹脂多位高分子電解質，其吸水性受吸收液性質，特別是離子種類和濃度的制約。在純水中吸收能力較高；鹽類物質的存在，會產生同離子效應，從而顯著影響樹脂的吸收能力；遇到酸性或者堿性物質，吸水能力也會下降。電解質濃度增大，樹脂的吸收能力下降。二價金屬離子可能在樹脂的大分子之間羧基上產生交聯，阻礙樹脂凝膠的溶脹作用，從而影響吸水能力，因而二價金屬離子

10、對樹脂吸水性的降低將更為顯著。四、高吸水性樹脂的制備 目前高吸水性樹脂的合成所采用的原料以液體和固體為主，起反應類型多是高分子物的化學反應，產物以粉末狀、膜狀（或片狀）、纖維狀的固體形式。 按反應體系的不同可分為均相聚合法、非均相聚合法和互穿聚合物網絡聚合法等，其中均相法包括本體聚合法和溶液聚合法，非均相法包括懸浮聚合法、反相懸浮聚合法、乳液聚合法和反相乳液聚合法。1、本體聚合法 本體聚合法是指不加其他介質，只有反應物本身在引發劑作用下進行的合成反應，只要聚合完全，或未聚合的單體洗滌干凈，就可得到高純度的產品。2、反相乳液聚合法 反相聚合法是將反應物（低分子物或高分子物）分散在油介質中，通過乳

11、化劑作用，并在攪拌或劇烈震蕩下分散成乳液狀態進行化學反應的合成方法。3、水溶液聚合法 水溶液聚合法是反應物和添加劑（如分子量調節劑）溶于適當的溶劑中在光照或加熱、輻射、引發劑（或催化劑）的作用下而進行的合成方法。4、反相懸浮聚合法 反相懸浮聚合法開始于90年代，它是以溶劑（油相）為分散介質，水溶性的單體為水相液滴（反應后形成粒子），引發劑（或催化劑）溶解在單體水相中，水溶性單體在懸浮劑和強烈攪拌作用下，分散成懸浮水相液滴，引發劑溶解在水相液滴中而進行聚合的方法。5、互穿聚合物網絡聚合法 互穿網絡IPN（interpenetrating polymer network）是一種多相、多組分的獨特聚

12、合物合成，其組成至少有一類為交聯結構。通過IPN技術，可使某些兩種以上組分的物質在材料中各自分別形成微相區，微相區彼此界面上存在廣泛的物理交聯，即在界面上存在著三維“機械纏結”或化學鍵的存在使IPN改性的相關性能與共混復合物相比有明顯的提高。五、高吸水性樹脂的應用1、在農業與園藝方面的應用用于農業與園藝方面的高吸水性樹脂又稱為保水劑和土壤改良劑。用于這方面的高吸水性樹脂主要是淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯物，其中鹽已由鈉型轉向鉀型。使用的方法主要有拌種、噴撤、穴施、或用水調成糊狀后浸泡植物根部。同時，還可以利用高吸水性樹脂對化肥進行包衣后施肥，充分發揮化肥的利用率，防止

13、浪費和污染。國外還利用高吸水性樹脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。2、在醫用、衛生方面的應用主要用作衛生巾、嬰兒尿布、餐巾、醫用冰袋；用于調節環境氣氛的膠狀日用芳香材料。用作軟膏、霜劑、擦劑、巴布劑等的基質醫用材料，具有保濕、增稠、皮膚浸潤、膠凝的作用。還可以制作成控制藥物釋放量、釋放時間、釋放空間的智能載體。3、在工業方面的應用利用高吸水性樹脂高溫吸水低溫釋放水的功能制作工業防潮劑。在油田采油作業中，尤其老油田的采油作業，利用超高相對分子質量的聚丙烯酰胺的水溶液進行驅油效果非常好。還可以用于有機溶劑的脫水，尤其對極性小的有機溶劑其脫水效果十分顯著。還有工業用的增稠劑、水溶性涂料等。4、在建

14、筑方面的應用在水利工程使用的遇水快速膨脹材料，是純粹的高吸水性樹脂，主要用于汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預制縫的堵水；用于城市污水處理和疏竣工程的泥漿固化，以便于挖掘和運輸等。六、高吸水性樹脂的發展趨勢1、高性能化 高性能化是要在保證高吸水性樹脂具有優良的吸水和保稅性能的基礎上，提高樹脂的吸水速度、耐鹽性能、凝膠強度和熱穩定性能。2、復合材料化 復合化是改進高吸水性樹脂強度的新方法，SAP可與無機物、有機物和高分子等復合，制備出性能優良、成本低廉的高吸水性材料，往往兼有更多性能。3、功能化 高吸水性樹脂的功能化有利于開發新型材料，提高材料功效，如在吸水性材料中加入抗菌成分可制的吸水性醫

15、用抗菌纖維，可保持持久的抗菌效用，用于繃帶、紗布、外科手術用的罩衣等。4、可降解性 高吸水性樹脂作為一種高分子材料，隨著它在各個領域日益廣泛的應用，要求其具有良好的生物降解性。海藻酸鈉類、纖維素類、聚乳酸類高吸水材料雖具有一定的生物降解性，但一般較難達到100%降解；氨基酸類高吸水性樹脂能夠達到100%的生物降解，但吸水性能較差；微生物體合成的高吸水性樹脂的吸水量較少，且難以進行大規模的生產，但其降解性很好。附（Personal Views）高吸水性樹脂作為吸水材料和保水劑具有廣泛的應用領域，包括農業、園藝、個人衛生及護理、醫藥、工業等方面。個人認為，在當前中國經濟社會發展的大環境下，如何把實驗室研究成果大規模的推廣，實現高吸水性樹脂的工業化以及環保化顯得尤為重要。無機/有機復合型高吸水性材料不僅可以改善吸水材料的綜合性能，而且可以降低吸水材料的生產成本，對于高效開發天然礦物資源，提高礦物的利用價值也具有重要意義，且可以減緩對其他有機單體原料的依賴性，有利于維持高吸水性樹脂市場的平衡以及高吸水