匕科披风
高吸水性树月旨的分类、性能及应用
薛红艳陈闻欣
(河南永城职业学院食品化一I ：系，河南永城476600)
＆商要]本文介绍了高吸水性桶哺旨的分类、性能厦在各方面的应用，并提出了目前在高吸冰性树舶研究中存在的问题殁发爰趋势b
D 蝴]高吸加}生树脂；分类；性能；应用
高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Supera bs orbent PoIy —m e r s ) ，简写为SA P 。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的
凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。
1
SA P 的分类
按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化方法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联方法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等匹】种。按亲水基团的种类可分为
含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离子系，两性离子系，羟基和酰胺基的非离子系和多种亲水基团系等五大种类。从制
品形态上可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。
2
SA P 的性能
高吸水性树脂作为一种功能：f -4料应用，其应用领域不同，对它的性
能也有不同的要求，高吸水性树脂主要有以下几项性能。
21吸帕}生
S A P 的吸水性可从两个方面反映：一是其吸水溶胀的能力，以吸7j k ．Z 率表示，目前报道的最大吸水率是5000倍；另一个是其保水性。其吸水能力不仅决定于聚合物的结构、组成、形态、分子量、交联度等内
在因素，外界条件对其影响也很大。吸水能力的大小可以用吸水率表
示，测定方法很多，有筛网法、茶袋法、抽吸法、离心法、凝胶烘干法、流动法、染料法、尼龙网袋法等。
22保才。陛
SA P 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状态的能力。SA P 具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。保水性能主要取决于树脂的交联密度，保水性能可以用测定不同压力下的吸水率进行表征或用某一温度下吸水率随放置时间的变化来表示，也可用离心法来进行表征。
23凝胶强度
S A P 吸水后，其凝胶需具有一定的强度，以维持良好的保水性和加工性能。凝胶强度包括干凝胶强度和吸水凝胶强度两种，一般注重的是吸水膨胀后凝睃的强度，测试方法有：利用振荡应力流变计测定树脂凝胶粒的剪切模罨来表征凝胶强度，利用I nst r on 一1
1
21型材料实验机和电子天平测定凝胶的挤压能来表征凝胶强度，也可用黏度法来表征凝胶强度。
24稳定性
作为吸水性材料使用的高吸水性树脂必然会受I i i i #I 界条件，如光、热、化学物质以及其它条件的影响，使其吸水性能发生改变。高吸水性树脂的稳定性主要包括热稳定性、光稳定性和储存稳定性等。
高吸水性树脂在常温、与空气隔绝的条件下储存稳定性好，可储存3—5年。温度在60。C 以下S A P 对吸水率没有影响，温度在100℃以内吸水率稍有降低，温度升高到160。C 一180℃日t 几乎完全失去吸水性。另外，在紫外线照射下，形成交联结构，SA P 吸水率明显口纠巴
3
SA P 的应用
高吸剩生树I I I I 于判尤良啦吸水性生弄q 保水性．应用范匿在不断扩大。
面而虿西而
1) 卫生用品。制造卫生用品是S A P 应用研究比较成熟的一个领
域，也是目前主要应用领域，占其消费的80％～95％左右。由于SA P 具有吸水率高、保水性强、安全无毒、重量轻、吸液量大等优点，一问
世就受到卫生用品厂家的青睐，制成一次性婴儿尿布、妇女卫生用品、母乳垫片、手术衬垫、宇航员尿袋、餐巾、手帕等。
2) 医用材料。随着医疗科学的发展S A P 也广泛用于医疗卫生，如用于能保持部分被检液的医用检验试片含水量大，使用舒适的外用软膏能吸收浸出液、防止化脓、杀菌消臭的治伤绷带：另外在释放性药物、
微胶囊、软膏、乳剂、纱布、抗血栓药物、人造皮肤、人造脏器、软接
触透镜、热敷剂等方面的应用也受至憷l 来越高的重视。
3) 农业应用。由于高吸水性树脂良好的吸水能力和保水性，农业上用作土壤的改良剂和保水剂，可以改善土壤的团粒结构，增加土壤的透气性和透水性：用作种子保水剂，提高发芽率；涂于植物根部，防止根部干燥，减少移植休克，提高成活率。此外还可用作水果保鲜、农用薄膜防露防雾、农药化肥的缓释剂等。
4) 工业用途。S A P 可用作食品包装材料、保鲜材料，保鲜效果比聚烯烃薄膜要好得多。例如用作肉类食品的衬托垫片，可防止从袋中取
出时有液体流出。由于SA P 吸水不吸油和非极性物质，可用于油水分离剂、灭火剂、灭火布、耐用碱性电池等。S A P 用于造纸可以提高纸张
质量，喇氏成本。在纺织印染中可以保持一定潮度，防止静电。SA P 可
作光纤电缆用的防漏剂，用高吸水性树脂直接包覆电缆或制成带子包覆
电缆，可以防止水对电缆的侵害，目前在电力电缆和通讯电缆方面正在
扩大应用，尤其是在光纤电缆方面有广阔的市场。
5) 其他方面。SA P 作凝胶传动器是与相关的最新研究领域。添加SA P 的材料可f 乍胡器人的人工”肌肉”，通过调节树脂凝胶溶胀状态控
制传感器当改变光强、温度、盐浓度或电场强度时，凝胶溶度的变化带
动“肌肉”做相应运动。SA P 还可用作液相色谱固定相、紫外线吸收
剂、铸造粘合剂、船舱吸湿剂、纤维呖显剂、酶固定剂、消防凝胶涂料、
顶板材料等。
4在SA P 研究方面存在的问题及发展趋势
近几十年来，无论是国内还是国外，针对S A P 都作了大量的研究
工作，目前已经开发出淀粉接枝共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸共聚物、异
丁烯—顺酐共聚物等系列产品。它们具有很多优良的性能，如吸水性、防雾性、防带电性、水膨润性、耐熟性、耐侯性、生物组织适应性等，
有着广泛的应用。但目前在S A P 研究方面依然存在一些问题．在SA P 结构与性能之间关系的研究方面还不够全面、系统和深入，尤其是如何
从结构设计f-提高S A P 的耐盐性、吸水速率：凝胶强度与实际需要还
有较大的差距。另外，还存在合成树脂成本高，功能单一的缺陷，而且
SA P 在某些领域的应用还是空白。因此，加强低成本，环境友好型
SA P 的研究以及S A P 应用领域的研究，开发出性价比高的吸水树脂也
是值得努力的方向。随着科技的进步，研究的深入，人们将会不断克服
SA P 在反应工艺技木上的困难，进一步开发其潜在的用途，改善其抗盐性，降低造价，使SA P 得到迅猛发展。
惨考文献]
【【1I 21自{5采晓康，条晶淀粉基新嬉越j 釜设水剂[M I I 化学水IM 工业出IIII 淀粉与淀粉培，版社。2002．
21_)r)0
【3】金益芬，糜立春高吸水聚合物的应用与发展U 】化工新型材料．2000
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高吸水性树月旨的分类、性能及应用
薛红艳陈闻欣
(河南永城职业学院食品化一I ：系，河南永城476600)
＆商要]本文介绍了高吸水性桶哺旨的分类、性能厦在各方面的应用，并提出了目前在高吸冰性树舶研究中存在的问题殁发爰趋势b
D 蝴]高吸加}生树脂；分类；性能；应用
高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Supera bs orbent PoIy —m e r s ) ，简写为SA P 。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的
凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。
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SA P 的分类
按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化方法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联方法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等匹】种。按亲水基团的种类可分为
含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离子系，两性离子系，羟基和酰胺基的非离子系和多种亲水基团系等五大种类。从制
品形态上可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。
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SA P 的性能
高吸水性树脂作为一种功能：f -4料应用，其应用领域不同，对它的性
能也有不同的要求，高吸水性树脂主要有以下几项性能。
21吸帕}生
S A P 的吸水性可从两个方面反映：一是其吸水溶胀的能力，以吸7j k ．Z 率表示，目前报道的最大吸水率是5000倍；另一个是其保水性。其吸水能力不仅决定于聚合物的结构、组成、形态、分子量、交联度等内
在因素，外界条件对其影响也很大。吸水能力的大小可以用吸水率表
示，测定方法很多，有筛网法、茶袋法、抽吸法、离心法、凝胶烘干法、流动法、染料法、尼龙网袋法等。
22保才。陛
SA P 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状态的能力。SA P 具有加压难脱水、蒸发慢、对水的保持能力高的特点。保水性能主要取决于树脂的交联密度，保水性能可以用测定不同压力下的吸水率进行表征或用某一温度下吸水率随放置时间的变化来表示，也可用离心法来进行表征。
23凝胶强度
S A P 吸水后，其凝胶需具有一定的强度，以维持良好的保水性和加工性能。凝胶强度包括干凝胶强度和吸水凝胶强度两种，一般注重的是吸水膨胀后凝睃的强度，测试方法有：利用振荡应力流变计测定树脂凝胶粒的剪切模罨来表征凝胶强度，利用I nst r on 一1
1
21型材料实验机和电子天平测定凝胶的挤压能来表征凝胶强度，也可用黏度法来表征凝胶强度。
24稳定性
作为吸水性材料使用的高吸水性树脂必然会受I i i i #I 界条件，如光、热、化学物质以及其它条件的影响，使其吸水性能发生改变。高吸水性树脂的稳定性主要包括热稳定性、光稳定性和储存稳定性等。
高吸水性树脂在常温、与空气隔绝的条件下储存稳定性好，可储存3—5年。温度在60。C 以下S A P 对吸水率没有影响，温度在100℃以内吸水率稍有降低，温度升高到160。C 一180℃日t 几乎完全失去吸水性。另外，在紫外线照射下，形成交联结构，SA P 吸水率明显口纠巴
3
SA P 的应用
高吸剩生树I I I I 于判尤良啦吸水性生弄q 保水性．应用范匿在不断扩大。
面而虿西而
1) 卫生用品。制造卫生用品是S A P 应用研究比较成熟的一个领
域，也是目前主要应用领域，占其消费的80％～95％左右。由于SA P 具有吸水率高、保水性强、安全无毒、重量轻、吸液量大等优点，一问
世就受到卫生用品厂家的青睐，制成一次性婴儿尿布、妇女卫生用品、母乳垫片、手术衬垫、宇航员尿袋、餐巾、手帕等。
2) 医用材料。随着医疗科学的发展S A P 也广泛用于医疗卫生，如用于能保持部分被检液的医用检验试片含水量大，使用舒适的外用软膏能吸收浸出液、防止化脓、杀菌消臭的治伤绷带：另外在释放性药物、
微胶囊、软膏、乳剂、纱布、抗血栓药物、人造皮肤、人造脏器、软接
触透镜、热敷剂等方面的应用也受至憷l 来越高的重视。
3) 农业应用。由于高吸水性树脂良好的吸水能力和保水性，农业上用作土壤的改良剂和保水剂，可以改善土壤的团粒结构，增加土壤的透气性和透水性：用作种子保水剂，提高发芽率；涂于植物根部，防止根部干燥，减少移植休克，提高成活率。此外还可用作水果保鲜、农用薄膜防露防雾、农药化肥的缓释剂等。
4) 工业用途。S A P 可用作食品包装材料、保鲜材料，保鲜效果比聚烯烃薄膜要好得多。例如用作肉类食品的衬托垫片，可防止从袋中取
出时有液体流出。由于SA P 吸水不吸油和非极性物质，可用于油水分离剂、灭火剂、灭火布、耐用碱性电池等。S A P 用于造纸可以提高纸张
质量，喇氏成本。在纺织印染中可以保持一定潮度，防止静电。SA P 可
作光纤电缆用的防漏剂，用高吸水性树脂直接包覆电缆或制成带子包覆
电缆，可以防止水对电缆的侵害，目前在电力电缆和通讯电缆方面正在
扩大应用，尤其是在光纤电缆方面有广阔的市场。
5) 其他方面。SA P 作凝胶传动器是与相关的最新研究领域。添加SA P 的材料可f 乍胡器人的人工”肌肉”，通过调节树脂凝胶溶胀状态控
制传感器当改变光强、温度、盐浓度或电场强度时，凝胶溶度的变化带
动“肌肉”做相应运动。SA P 还可用作液相色谱固定相、紫外线吸收
剂、铸造粘合剂、船舱吸湿剂、纤维呖显剂、酶固定剂、消防凝胶涂料、
顶板材料等。
4在SA P 研究方面存在的问题及发展趋势
近几十年来，无论是国内还是国外，针对S A P 都作了大量的研究
工作，目前已经开发出淀粉接枝共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸共聚物、异
丁烯—顺酐共聚物等系列产品。它们具有很多优良的性能，如吸水性、防雾性、防带电性、水膨润性、耐熟性、耐侯性、生物组织适应性等，
有着广泛的应用。但目前在S A P 研究方面依然存在一些问题．在SA P 结构与性能之间关系的研究方面还不够全面、系统和深入，尤其是如何
从结构设计f-提高S A P 的耐盐性、吸水速率：凝胶强度与实际需要还
有较大的差距。另外，还存在合成树脂成本高，功能单一的缺陷，而且
SA P 在某些领域的应用还是空白。因此，加强低成本，环境友好型
SA P 的研究以及S A P 应用领域的研究，开发出性价比高的吸水树脂也
是值得努力的方向。随着科技的进步，研究的深入，人们将会不断克服
SA P 在反应工艺技木上的困难，进一步开发其潜在的用途，改善其抗盐性，降低造价，使SA P 得到迅猛发展。
惨考文献]
【【1I 21自{5采晓康，条晶淀粉基新嬉越j 釜设水剂[M I I 化学水IM 工业出IIII 淀粉与淀粉培，版社。2002．
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【3】金益芬，糜立春高吸水聚合物的应用与发展U 】化工新型材料．2000
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