綠色高吸水樹脂

前言

高吸水樹脂是一種新型功能高分子材料，它具有自身質(zhì)量數(shù)十倍乃至數(shù)千倍的高吸水能力、加壓和受熱條件下也不脫水的高保水能力、可反復(fù)吸水——釋水——再吸水的重復(fù)吸水能力以及高度的安全無毒性，因此，近30多年來，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、醫(yī)藥、醫(yī)療、人工器官、生理衛(wèi)生、石油、建材、化學(xué)化工、環(huán)保、食品、人工智能材料、敏感材料、生化技術(shù)、造紙、紡織、日用品、礦山、化妝品等方面應(yīng)用越來越廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)及人們生活中起著越來越重要的作用。近10多年來，高吸水樹脂的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展迅速，理論和實(shí)際都取得許多新成就，研究論文和專利文獻(xiàn)迅速增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)品種和數(shù)量大幅度增長，從事這一領(lǐng)域的科技工作者也愈來愈多。目前，高吸水樹脂的合成原料主要是石油加工產(chǎn)物丙烯酸、丙烯酰胺等水溶性單體，合成方法主要是水溶液聚合法。從節(jié)約資源和能源、減少環(huán)境污染的角度來看，利用廉價(jià)、可再生資源合成可降解的綠色高吸水樹脂，開發(fā)高吸水樹脂生產(chǎn)新工藝，降低高吸水樹脂的生產(chǎn)成本，成為高吸水樹脂的研究和開發(fā)方向。本書作者多年來一直從事高吸水樹脂的基礎(chǔ)理論研究、綠色高吸水樹脂的合成與生產(chǎn)新工藝研究以及綠色高吸水樹脂的應(yīng)用研究，在采用各種天然可再生資源合成各種高性能高吸水樹脂以及開發(fā)綠色高吸水樹脂生產(chǎn)新工藝方面取得了一定的成績。《綠色高吸水樹脂》一書是基于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持而完成的，是作者多年研究積累的系統(tǒng)總結(jié)。

內(nèi)容概要

本書在論述高吸水樹脂基本理論問題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對利用各種天然可再生資源合成綠色高吸水樹脂的原理、工藝方法、結(jié)構(gòu)以及性能等理論方面，以及綠色高吸水樹脂在農(nóng)林業(yè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究和探討；并對綠色高吸水樹脂的噴霧反應(yīng)制備新工藝進(jìn)行了論述。另外，還在附錄中增加了1000t/a高效保水劑生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)實(shí)例，以及有關(guān)高吸水樹脂的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。    本書的特點(diǎn)是全面總結(jié)了作者在綠色高吸水樹脂合成與應(yīng)用方面的最新研究成果，可供有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)科研人員、管理人員和大專院校師生，以及農(nóng)林生產(chǎn)的技術(shù)員和生產(chǎn)人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論  1.1　高吸水樹脂的性質(zhì)與應(yīng)用    1.1.1　高吸水樹脂的性質(zhì)    1.1.2　高吸水樹脂的應(yīng)用  1.2　高吸水樹脂的發(fā)展歷史與合成原料    1.2.1  國外高吸水樹脂的發(fā)展歷史    1.2.2　國內(nèi)高吸水樹脂的發(fā)展歷史    1.2.3　高吸水樹脂的合成原料  1.3　高吸水樹脂的發(fā)展趨勢  參考文獻(xiàn)第2章  高吸水樹脂的吸水熱力學(xué)與吸水動(dòng)力學(xué)  2.1　高吸水樹脂的吸水熱力學(xué)    2.1.1　聚合物的親水性和憎水性    2.1.2　高吸水樹脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)    2.1.3　高吸水樹脂的吸水熱力學(xué)方程  2.2　高吸水樹脂的吸水動(dòng)力學(xué)    2.2.1　影響高吸水樹脂吸水速率的因素    2.2.2　高吸水樹脂的溶脹速度理論    2.2.3　彈簧－黏壺模型    2.2.4　水合反應(yīng)－凝膠膨脹模型    2.2.5　高吸水樹脂的水分子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)  參考文獻(xiàn)第3章  高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)與性能  3.1　高吸水樹脂的性能影響因素    3.1.1　高吸水樹脂的組成與分子結(jié)構(gòu)    3.1.2　交聯(lián)劑的類型及交聯(lián)度    3.1.3　高吸水樹脂的物理結(jié)構(gòu)    3.1.4　外部液體的性質(zhì)　3.2　高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法    3.2.1　改善吸水能力的方法    3.2.2　提高凝膠強(qiáng)度的方法    3.2.3　改善降解性能的方法    3.2.4　提高吸水速率的方法  3.3　高吸水樹脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其對性能的影響    3.3.1　高聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)    3.3.2　高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)特征    3.3.3　大分子鏈柔性對高吸水樹脂性能的影響    3.3.4　合成單體對高吸水樹脂性能的影響  3.4　高吸水樹脂的顆粒結(jié)構(gòu)及其對性能的影響  3.5　高吸水樹脂的表面結(jié)構(gòu)及其對性能的影響  3.6　高吸水樹脂的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其對性能的影響  參考文獻(xiàn)第4章  丙烯酸系高吸水樹脂的光穩(wěn)定性　4.1　高吸水樹脂的光降解機(jī)理　4.2　高吸水樹脂的光降解動(dòng)力學(xué)　4.3　高吸水樹脂的光降解研究方法　4.4  丙烯酸－丙烯酰胺共聚物高吸水樹脂的光降解動(dòng)力學(xué)特征　4.5　丙烯酸－甲基丙烯酸－2－羥基乙酯共聚物高吸水樹脂的光降解性能影響因素    4.5.1　反應(yīng)溫度的影響    4.5.2　反應(yīng)時(shí)間的影響    4.5.3　引發(fā)劑的影響    4.5.4　丙烯酸中和度的影響    4.5.5　單體配比的影響    4.5.6　單體濃度的影響    4.5.7　交聯(lián)劑的影響  參考文獻(xiàn)第5章　基于丙烯酸的可降解高吸水樹脂  5.1  基于丙烯酸的可降解高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理    5.1.1　提高高分子材料降解性的方法    5.1.2　高分子材料的降解    5.1.3　基于丙烯酸的可降解高吸水樹脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    5.1.4　高吸水樹脂降解性能的測試方法　5.2　2－亞甲基－1，3-二氧雜環(huán)庚烷的合成  　5.2.1　合成方法　  5.2.2　反應(yīng)物料配比的影響　  5.2.3　D001型酸性催化劑用量的影響　  5.2.4　反應(yīng)溫度的影響　  5.2.5　叔丁醇鉀與C1－MD0的摩爾配比對MD0收率的影響　  5.2.6　叔丁醇與叔丁醇鉀摩爾配比的影響　  5.2.7　反應(yīng)溫度的影響　  5.2.8　反應(yīng)時(shí)間的影響　  5.2.9　氣相色譜分析　  5.2.10　紅外光譜分析 　 5.2.11　1H—NMR分析  5.3　靜態(tài)溶液聚合法制備P（AA/MDO）高吸水樹脂    5.3.1　聚合機(jī)理    5.3.2　MDO含量的影響    5.3.3　單體濃度的影響　……第6章　腐植酸改性聚丙烯酸高吸水樹脂第7章　有機(jī)蒙脫土合成高吸水樹脂第8章　羽毛蛋白合成高吸水樹脂第9章　大豆蛋白合成高吸水樹脂第10章　魚蛋白合成高吸水樹脂第11章　棉籽蛋白合成高吸水樹脂第12章　海藻酸鹽合成高吸水樹脂第13章　甲殼素合成高吸水樹脂第14章　高吸水樹脂的農(nóng)業(yè)應(yīng)用第15章　高吸水樹脂的工業(yè)應(yīng)用第16章　噴霧法合成高吸水樹脂附錄

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論吸水性物質(zhì)與人類生活、生產(chǎn)及工作等的關(guān)系十分密切。長期以來，人類在水的取得、保存、利用和排除中，使用了許多吸水性物質(zhì)，例如日常生活中吸水用的毛巾、餐巾、抹布等，醫(yī)藥衛(wèi)生中使用的脫脂棉、紙尿布、衛(wèi)生紙、衛(wèi)生巾等；作為水凝膠使用的涼粉、凍膠、明膠、瓊脂、大豆、甘露聚糖等；作為吸濕干燥用的硅膠、氯化鈣、氧化鈣、硫酸、分子篩等。這些吸水和吸濕材料多直接采用天然物質(zhì)或通過簡單加工制得，也有通過化學(xué)反應(yīng)而制成。它們的特點(diǎn)是來源廣泛，價(jià)格低廉；但吸水能力小，僅能吸收自身質(zhì)量的百分之幾十甚至更少的水，且吸水后加壓易失水，保水能力很差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的要求。因此，它們的應(yīng)用受到了極大的限制，必須開發(fā)性能更好的吸水材料。高吸水樹脂（super absorbent pdlymer，SAP）是具有較高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的總稱。高吸水樹脂含有強(qiáng)親水性基團(tuán)，經(jīng)適度交聯(lián)而具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可通過水合作用迅速地吸收自身質(zhì)量十幾倍乃至上千倍的水而呈凝膠狀。這類材料具有吸水容量大、吸水速率快、保水能力強(qiáng)且無毒無味等優(yōu)越性能，是一般吸水材料難以比擬的，因而被稱為高吸水樹脂、高吸水性樹脂、超吸水性樹脂、高吸水性聚合物等。由于這類材料所吸收的水分在加壓條件下也難以釋放出來，具有優(yōu)良的保水性能，因而也稱為高保水材料、高保水性樹脂、高保水性高分子、高保水劑、保水劑等。高吸水樹脂既具有獨(dú)特的吸水功能和保水能力，又是高分子化合物，具有一般高分子化合物的基本特性，所以它可歸屬于功能高分子材料。與對光、電、熱、磁、聲等具有響應(yīng)功能的傳統(tǒng)功能材料不同，高吸水樹脂是一種對水或其他溶劑具有響應(yīng)功能的特殊功能材料。從結(jié)構(gòu)上看，高吸水樹脂是具有輕度交聯(lián)的高分子材料，它不溶于水和有機(jī)溶劑，吸水后溶脹，形成含水量很高的水凝膠，具有彈性凝膠的基本性質(zhì)，這些性質(zhì)可用彈性凝膠的基本理論解釋，因而在學(xué)科上歸屬于高彈性凝膠。

編輯推薦

《綠色高吸水樹脂》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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