第一講—高吸水性樹脂

下面就讓小編來跟大家介紹一下大家最近比較有興趣的SAP吧！高吸水性樹脂（SAP）是一種新型功能高分子材料。具有高吸水功能，可吸收比自身重幾百倍至幾千倍的水，保水性能優良。一旦吸收水分膨脹成水凝膠，即使加壓也很難將水分離出來。因此在個人衛生用品、工農業生產、土木工程等各領域有廣泛的用途。

高吸水樹脂是一類含有親水性基團和交聯結構的高分子化合物。它最早由芬達等用澱粉與聚丙烯腈接枝，再經皂化而製得。依原料分有澱粉系列（接枝型、羧甲基化等）、纖維素系列（羧甲基化、接枝型等）、合成聚合物系列（聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧乙烯系列等）幾大類。聚丙烯酸高吸水樹脂與澱粉、纖維素相比，具有生產成本低、製程簡單、生產效率高、吸水能力強、產品保質期長等一系列優點。已成為目前該領域的研究熱點。

這個產品的原理是什麼？目前，聚丙烯酸佔全球高吸水樹脂產量的80%。高吸水樹脂一般是含有親水性基團和交聯結構的聚合物電解質。在吸水之前，聚合物分子鏈相互靠近並相互纏繞，交​​聯形成網狀結構，從而達到整體緊固的目的。當與水接觸時，水分子會透過毛細作用和擴散作用滲透到樹脂內部，分子鏈上的離子化基團在水中發生電離。由於鏈上相同離子間的靜電排斥，導致聚合物鏈延長、膨脹。由於電中性的要求，反離子無法遷移到樹脂外部，樹脂內外溶液的離子濃度差形成逆滲透壓。在逆滲透壓力的作用下，水進一步進入樹脂，形成水凝膠。同時，樹脂本身的交聯網狀結構和氫鍵作用也限制了凝膠的無限膨脹。當水中含有少量鹽分時，逆滲透壓會下降，同時由於反離子的屏蔽作用，聚合物分子鏈會收縮，導致樹脂的吸水能力大大下降。一般高吸水樹脂在0.9%NaCl溶液中的吸水量僅為去離子水的1/10左右。吸水和保水是同一個問題的兩個面向。林潤雄等在熱力學中討論它們。在一定的溫度和壓力下，高吸水樹脂能自發性吸收水分，水進入樹脂內部，使整個系統的自由焓降低，直到達到平衡。如果水分從樹脂中逸出，使自由焓增大，則不利於體系的穩定性。差熱分析表明，在150℃以上，高吸水樹脂所吸收的水分有50%仍被封閉在凝膠網絡中。因此，在常溫下即使施加壓力，水分也不會從高吸水樹脂中逸出，這是由高吸水樹脂的熱力學性質決定的。

下次講SAP的具體用途。