浅谈高分子吸水树脂的合成与应用


  摘 要:作为一种新型的功能型的材料,高分子吸水材料是由日本以及美国共同研制而成的,该材料的显著特点是具有较强的吸水性,并且与普通的吸水纸以及海绵不同,该材料的吸水原理比较特别,并且比一般的吸水材料的吸水性好。鉴于此,本文就高分子吸水树脂的合成与应用展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
  关键词:高分子吸水树脂;合成;应用
  1 高分子吸水树脂的特点
  普通的吸水材料,比如脱脂棉、海绵等,最大的吸水量也只是自重的20倍左右,在吸水完成之后,可以借助外界的压力将水分进行挤压。但是高分子的吸水树脂和一般的吸水材料的结构有所不同,该材料是一种高分子的电解质,吸水性比较强,并且聚合物的骨架呈现网络状的分布。
  2 高吸水性树脂的吸水机理
  在大自然中,可以吸水的物质有很多种,根据吸水的性质不同,可以将其分为物理吸附以及化学吸附,其中,物理吸附主要是一些比较常见的吸附材料,比如纸张、棉花以及海绵等,这些材料的吸水原理是借助毛细管进行吸水,这些材料的吸水效果不高,最大的吸水量也只能是自身重量的几十倍,在加热加压的情况下,水分就会溢出来。对于化学吸水而言,是借助化学键来结合水分,因材质分子与水分子之间产生了一定的化学键,因此,水分可以一致渗透到网络状的分子结构之中,这种吸附方法具有较高的牢固性,并且在加热加压的环境下也不容易使得水分失去,因此,不仅有较高的吸水性,还有较好的水分保持性能。
  3 高吸水性树脂的合成
  3.1 淀粉类
  在目前所见的高吸水性树脂的合成方法之中,将淀粉作为原材料进行合成的方法是比较常见的方法,这种合成方法主要借助自由基引发聚合,然后在淀粉上接入乙烯单体。在这一过程中主要借助化学引发,对于一些存在特殊要求的合成,可以使用輻射引发的方法。
  3.2 纤维素类
  由于纤维素来源比较广泛,因此,容易获得,同时价格也不贵,再加上自身的属性也容易通过化学来进行相应的改变,从而得到了很多制造商的喜爱。随着科学技术的不断发展,研究纤维素的吸水性成为了一项重要的课题,为后期广泛的使用奠定了良好的基础。
  3.3 合成树脂类
  对然合成树脂的起步比较晚,但是合成树脂的发展速度迅速,自从合成树脂在日本得到了广泛的传播之后,在西方国家也得到了较为广泛的应用。目前已经成为了重要的研究方向。因合成树脂具有较多的种类,因此,对这一材料的研究还应该进一步推进。
  4 高分子吸水树脂的应用
  4.1 个人卫生用品
  高分子吸水树脂作为低交联度的亲水性三维空间结构,吸水性高达成千上百倍,高分子吸水树脂在吸水之后,呈现处凝胶状分布,同时,这一凝胶状的分布形态具有较强的吸水性,这一原理倍广泛运用与个人卫生用品之中。比如,儿童的尿不湿以及妇女的卫生巾等。
  4.2 医用材料
  吸水之后的高分子吸水树脂,呈现处凝胶状的分布形态,并且比较柔软,对于生物组织不会产生机械的刺激作用,能够在三维的构造空间中含有大量的水分,这一凝胶组织和生物组织比较相近,并且具有较高的组织适应性、溶质透过性以及抗血液凝固性等特点。与此同时,还可以借助高分子材料来不断增加材料的机械强度,这些特点都能够给医用材料奠定良好的基础。如今,高分子吸水树脂凝胶材料已经广泛应用于柔软的隐形眼镜的制造中。这种材料在隐形眼镜中的应用不仅具有较好的氧气透过性能,同时还能够给使用者带来比较舒适的感觉,可以长时间连续的使用。
  4.3 低温渗透压脱水片
  该材料由渗透压较强的使用糖类、半透膜以及高分子的吸水树脂做构成,然后将其加工成片状,也就是使其成为渗透压脱水片。在食品加工行业中,将渗透压脱水片广泛使用在鱼类以及冷冻保存肉类中,但是在对其进行冷冻以及解冻的过程中,会造成生物组织细胞的破坏,从而使得香味流失。如果将水分提前用脱水片去除,然后再对其进行冷冻,就能够很好的保存生物的细胞组织,并且有效提升食品的质量。这一原理主要是由于食品中含有自身重量65%~95%的水分,渗透压高达几百至十几万帕。如果这些食品和渗透压高于百万帕的物质发生接触时,在渗透压的作用之下,食品中的水分就会进入到脱水片之中。因此,在对食品进行冷冻时,需要用玻璃纸包装好被脱水的食品,然后将其放在脱水片之间,并且轻轻压紧,并且还要将其置于低温环境下,因此,食品之中的水分也就能够进入到脱水片之中,实现控制食品中水分的目的。对于使用过后的脱水片,将其取出晒干之后,还可以重复进行使用。另外,使用低温渗透压脱水片,能够制取低盐以及低糖食品,这种方法在医学上已经得到了较为广泛的使用。
  5 结束语
  总而言之,因高分子吸水树脂有其自身独特的特点,因此得到了较为广泛的使用,并且也受到了各行各业的广为关注。尽管该材料在我国的研究起步较晚,但是对于纤维素以及淀粉的供应却很充分,因此,给合成吸水树脂提供了可靠的保障,这种材料也逐渐应用于医药、农业以及个人卫生等各个方面。
  参考文献:
  [1]纪彦玲.耐盐性吸水膨胀微球的制备及其性能研究[D].青岛:青岛科技大学,2014.
  [2]郭宝磊.高吸水树脂的合成及其在遇水膨胀橡胶中的应用[D].青岛:青岛科技大学,2013.
  [3]罗雷.小麦秸秆接枝高吸水树脂的合成与性能研究[D].成都:成都理工大学,2013.