高吸水性树脂的应用不应该只限于作为卫生用品材料等,它也可以应用于固定酶,还可用于色谱和传感器。因此根据它所具有的特殊作用来探索其新用途,并应用于高科技领域将会迎来又一个销售高峰。
吸水机理?
高吸水性树脂的分类 我所研究的那一类是？具体一点
我在这次实验中所要解决（或研究）的问题是？
本设计的实验方案是？
三、 文献综述
1.国外发展情况
早在1958年，美国的迈诺和凯塞曼就研究了以硝酸铵为引发剂，将丙睛接枝到多糖上的反应。1974年美国农业部北方研究中心进一步研究并推广了此技术。此后世界各国对高吸水性树脂的品种，制造方法，性能和应用等方面进行了大量的研究，其中成效最大的是美国和日本。1975年美国研究开发成功淀粉—聚丙烯酸系高吸水性树脂并进入市场，从此高吸水性树脂便逐渐形成一个独立新兴的科研领域。对它的研发工作方兴未艾，尤其是日本后来居上。首先是日本三洋化成公司考虑到丙烯睛单体残留在聚合物中有毒性、不安全，于80年代提出了用放射线对各种氧化烯烃作交联处理，合成非离子型高吸水性树脂，其吸水性能力为2000倍，从而打开了合成非离子型高吸水性树脂的大门。对高吸水性树脂的应用研究是美国UCC公司最早(1973年)开始的，但是日本在1978年批准了高吸水性树脂应用于卫生用品，并最先(1981年)将它大规模地用于卫生用品。用它制作的卫生巾、纸尿布等不仅重量轻、吸液量大、保水性好，而且安全无毒，因此深受广大消费者的欢迎。由于日本、欧美等国纸尿布的迅速普及，高吸水性树脂的用量也相应猛增，各生产公司一方面竞相采用不同的原料、不同的合成工艺和合成方法，另一方面则纷纷扩大装置，提高生产能力。1980年全世界高吸水性树脂生产能力不足5kt/a;1989年，生产能力达到了207kt/a;1994年则达450kt/a;1996年高达846kt/a，开始出现供过于求的现象。针对这一状况，日本、欧美各高吸水性树脂大公司，一方面努力开拓国内市场，提高产品普及率，积极开拓新的应用领域。如日本用高吸水性树脂改造沙漠。另一方面，他们纷纷把目光投向国外市场。如今的日本，高吸水性树脂工业主要依赖高增长出口，这已成为其发展主要动力。从上述过程来看，日本在高吸水性树脂原料、工艺创新和应用方面大有后来居上的派头。 2000年全世界高吸水性树脂生产能力已超过1000kt/a，并以7～8%的速度递增。
2.国内发展情况
我国从80年代初开始了对吸水性树脂的研究工作，1985年北京化工研究院申请了国内第一项吸水性树脂专利，随后有二十多家科研单位从事此类产品的研究。约有20家企业建立了中试及小试生产装置，如：北京化学研究院、长春应化所、北京化学所、兰州化物所、抚顺化验院、吉林石化所、黑龙江石化所等。1994年无锡市海龙公司首先建立千吨级生产装置，吴江市浦江树脂厂、保定市科瀚树脂厂、唐山市博亚公司、吉林梨树酿酒总厂、廊坊广润化工公司、黑龙江北安旭光化工总厂等先后建成百吨至千吨级装置。1998年全国生产能力为6000t，实际产量1200t，科瀚厂首批出口2t。
我国从20世纪80年代开始对高吸水性树脂进行研究,至今已有几十家单位从事高吸水性树脂的研究。自1991年开始使用吸水性树脂，1994年的用量约为1300t，1998年消费量约为6000t，2000年达到10000t。目前国内所需的吸水性树脂大部分从国外进口，特别是广东、福建、上海、山东等沿海地区和中外合资卫生制品公司。有消息报道，沿海地区通过各种渠道每年进口量可达1.5万t，进口售价为2.0万～2.5万元/t。国内吸水性树脂的生产成本一般在1.2万～1.5万元/t，市场售价为1.8万～2.2万元/t。目前，高吸水剂还处于起步发展阶段，尤其在基础理论方面研究还较少，国内众多文献还多只集中于研究其合成及其吸纯水性能，对树脂在盐溶液中吸收性能的研究则很少，尤其是吸水性树脂在吸水后的性能研究则更加欠缺。
3.吸水机理
高吸水性树脂在水中的溶胀过程，实际上是两种相反趋势的平衡过程。溶剂力图渗入高吸水性树脂的内部，.使树脂体积膨胀，引起树脂的伸展;交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象嫡，引起了分子网格的弹性收缩力，力图使交联网格收缩。当这两种相反倾向相互抵消时，就达到了溶胀平衡。高吸水性树脂是由三维空间构成的高聚物，它的吸水既有物理吸附，又有化学吸附。当水与高聚物表面接触时，有三种相互作用:一是水分子与高分子电负性强的氧原子形成键结合;二是水分子与疏水基团的相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用。高吸水性树脂在结构上是轻度交联的空间网络结构。由化学交联和树脂分子链间的相互缠绕的物理交联构成。吸水前，高分子长链相互靠拢缠在一起，彼此交联形成网状结构，从而达到整体上的紧固程度。高吸水性树脂可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。在这种离子网络中，存在着高分子电解质的离子组成的可移动的离子对。高吸水性树脂的吸水过程是一个很复杂的过程。吸水前，高分子网络是固态网束，未电离成离子对。当遇水时，亲水基与水分子的水合作用使高分子网束张展，产生网络内外离子浓度差。如高分子网络结构中有一定数量的亲水离子，就会在网络结构内外产生渗透压，水分子因渗透压作用向网络结构内渗透。同理，被吸附水中含有盐时，渗透压降低，吸水能力随之降低。由此可见，高分子网结构的亲水基离子是不可缺的，它起
着张网作用，同时产生渗透功能。亲水离子对是高吸水性树脂能够完成吸水全过程的动力因素。高分子网结构持有大量的水合离子是影响高吸水性树脂吸水能力、加快吸水速度的另一个因素。
4.高吸水性树脂的分类
按原料来源分为：淀粉系高吸水性树脂、纤维素系高吸水性树脂、合成系高吸水性树脂、蛋白质系高吸水性树脂、共混与复合系高吸水性树脂、其他天然高分子化合物及其衍生物系高吸水性树脂。本论文中是以膨润土、丙烯酸、丙烯酰胺合成高吸水性树脂，属于共混与复合系高吸水性树脂。
5.高吸水性树脂的发展趋势
随着高吸水性树脂性能的提高,应用范围也大大拓宽。它可以作为土壤保水剂应用在农、林方面,在土壤中添加少量的高吸水性树脂可以提高某些豆类的发芽率和抗旱能力,并能增加土壤的透气性;它可以作为增稠剂用于化妆品的乳液中,加入少量将使乳液粘度增加很大;它可以作为高吸水剂应用于纸尿布、卫生巾等卫生用品中,能抑制由于外压而逆渗出水现象的出现;它可以作为防雾薄膜、抗结露薄膜应用于新的包装材料,可以使食品保持应有的鲜度;它可以作为工业用脱水剂用于除去油和有机溶剂中的水分;它可以作为药物缓释剂应用于医学领域,有效控制药物释放;由于高吸水性树脂还具有无毒和可生物降解等优点,它将会愈来愈多的应用于工业、农业、医疗卫生和日常生活的各个领域。
四、 拟解决的关键问题
本论文以丙烯酸、丙烯酞胺和膨润土为主要原料，环己烷为分散介质，利用反相悬浮聚合的方法合成膨润土/聚丙烯酸钠/丙烯酞胺复合型的高吸水性树脂。具体的研究内容如下:
(1)以丙烯酸、丙烯酞胺和蒙脱土矿物为主要原料，环己烷为分散介质，利用反相悬浮聚合的方法合成聚丙烯酸钠/丙烯酞胺/蒙脱土复合型的高吸水性树脂。
(2)对丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、单体用量配比、膨润土(钠基的和有机的)用量、温度等对产物吸水性能的影响进行了研究。
(3)对最佳条件下所制得的产品进行吸液性能测试，主要是吸煤泥水倍率、重复吸水能力、恒定温度下保水能力测试等。
