第1章 绪论
吸水性物质与人类生活、生产及工作等的关系十分密切。长期以来,人类在水的取得、保存、利用和排除中,使用了许多吸水性物质,例如日常生活中吸水用的毛巾、餐巾、抹布等,医药卫生中使用的脱脂棉、纸尿布、卫生纸、卫生巾等;作为水凝胶使用的凉粉、冻胶、明胶、琼脂、大豆、甘露聚糖等;作为吸湿干燥用的硅胶、氯化钙、氧化钙、硫酸、分子筛等。这些吸水和吸湿材料多直接采用天然物质或通过简单加工制得,也有通过化学反应而制成。它们的特点是来源广泛,价格低廉;但吸水能力小,仅能吸收自身质量的百分之几十甚至更少的水,且吸水后加压易失水,保水能力很差,远远不能满足人们的要求。因此,它们的应用受到了极大的限制,必须开发性能更好的吸水材料。
高吸水树脂(super absorbent pdlymer,SAP)是具有较高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的总称。高吸水树脂含有强亲水性基团,经适度交联而具有三维网状结构,可通过水合作用迅速地吸收自身质量十几倍乃至上千倍的水而呈凝胶状。这类材料具有吸水容量大、吸水速率快、保水能力强且无毒无味等优越性能,是一般吸水材料难以比拟的,因而被称为高吸水树脂、高吸水性树脂、超吸水性树脂、高吸水性聚合物等。由于这类材料所吸收的水分在加压条件下也难以释放出来,具有优良的保水性能,因而也称为高保水材料、高保水性树脂、高保水性高分子、高保水剂、保水剂等。
高吸水树脂既具有独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,所以它可归属于功能高分子材料。与对光、电、热、磁、声等具有响应功能的传统功能材料不同,高吸水树脂是一种对水或其他溶剂具有响应功能的特殊功能材料。从结构上看,高吸水树脂是具有轻度交联的高分子材料,它不溶于水和有机溶剂,吸水后溶胀,形成含水量很高的水凝胶,具有弹性凝胶的基本性质,这些性质可用弹性凝胶的基本理论解释,因而在学科上归属于高弹性凝胶。
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