各大化工巨头相继扩产,高吸水性树脂(SAP)有何魔力?
近日,像巴斯夫、万华等化工巨头相继扩产高吸水性树脂(SAP),那么这种材料有什么魔力呢,下面艾尼卫化工带你来了解一下。
高吸水性树脂(Super absorbent polymer,简称SAP)是一种新型功能高分子材料。它不溶于水,也不溶于有机溶剂,却有着优异的吸水性能和保水能力。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,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。高吸水性树脂的吸水是一个物理化学过程,一部分水分子靠氢键作用和物理渗透与高分子链发生作用。吸水形成水凝胶,将水分子锁入高分子链的内部,形成“固化水”。即使在外力挤压下水也不能从高分子链内部挤出来。
高吸水性树脂(SAP)是一种既不溶于水,也难溶于有机溶剂的水溶胀型功能高分子聚合物,该分子链上含有羟基(-OH),羧基(-COOH)酰氨基(-CONH2)、磺酸基(-SO3H)等亲水基团和松散网络结构,具有超强吸附能力,能够吸收比自身重量几百至上千倍的水,当它吸水膨胀后,与水发生凝固会成为一种水凝胶,具有吸水速率快、保水性能好等优点。
之所以具有这么强大的功能,是因为该材料中具有羧基、羟基等亲水性基因与水分子中的氢键发生作用,并且其分子链网格结构可高度溶胀,将水分子牢牢束缚其中,在受热、加压的条件下液体依旧不易挤出。除此以外,当周围环境比较干燥时,吸收的液体又可以缓慢释放出来,正因为SAP特殊的优良特性,已经广泛应用于卫生用品、农业等领域。
近年来,SAP发展迅速,原料来源丰富,按原料来划分,一般可分为合成聚合物类、生物质类(淀粉系、纤维素系等)、有机-无机复合物三大类。合成聚合物类的吸水树脂是小分子经过聚合件交联得到的,原料主要有聚乙烯醇类(PVA)、聚丙烯酸盐类(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)类等,其中,PAA原料简便易得、具有耐热性好、对大多数酸碱具有良好的抵抗性、长期存储也不易腐败等优点,正是基于其良好的性能已经成为当前研究最多、应用最广的品种。
但是这种吸水性树脂很难被生物降解,容易污染土壤,因此寻找可降解的吸水性材料便成了研究人员们的另一热点,生物质类的吸水树脂恰好具有此种性能,其原料有淀粉、纤维素、蛋白质、壳聚糖、柠檬酸等天然产物,这类吸水树脂的原料具有成本价格低廉又容易得到,并且能够被生物降解,极大地降低了环境污染,因此,在农业生产中有很大的前景。有机-无机复合类的吸水树脂是为了解决传统SPA吸水能力强,但机械性能不好,耐盐性以及反复溶胀能力较差的缺点,因此,可以利用纳米材料的优越性能,通过将无机纳米材料加入有机SPA中进行改性,来提高吸水材料的稳定性、机械性能、耐盐性等综合性能。
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