吸附性高分子材料ppt..优秀PPT.ppt
吸附性高分子材料吸附性高分子材料Absorbent polymeric materials 中北大学信息商务学院 14020242班 1402024228 张亚腾第一篇第一篇 吸附性高分子材料概述吸附性高分子材料概述 吸附性高分子材料是指具有突出吸附性高分子材料是指具有突出吸附或吸取实力的高分子功能材料。吸附或吸取实力的高分子功能材料。其次篇其次篇 吸附性高分子材料的分类及吸附性高分子材料的分类及制备制备 高吸水性树脂高吸水性树脂3 活性碳纤维活性碳纤维2 吸附树脂吸附树脂1 高吸油性树脂高吸油性树脂4v概述概述(Summary)(Summary)v 吸附树脂是一类多孔性的、高度交联的吸附树脂是一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，亦称为高分子吸附剂。高分子共聚物，亦称为高分子吸附剂。v 吸附树脂具有多孔结构，其外观为球形吸附树脂具有多孔结构，其外观为球形颗粒，颗粒内部由众多微球积累、连接在一起。颗粒，颗粒内部由众多微球积累、连接在一起。正是这种多孔结构赐予吸附树脂优良的吸附性正是这种多孔结构赐予吸附树脂优良的吸附性能。能。一、吸附树脂一、吸附树脂v制备（制备（PreparationPreparation）v 吸附树脂的制备技术主要包括成球和致孔吸附树脂的制备技术主要包括成球和致孔两方面。两方面。v（1 1）成球：一般接受悬浮聚合方法制成粒径）成球：一般接受悬浮聚合方法制成粒径为为0.3-1.0mm0.3-1.0mm的吸附树脂；的吸附树脂；v（2 2）致孔：在球形聚合物颗粒内形成孔隙的）致孔：在球形聚合物颗粒内形成孔隙的技术，一般是在聚合过程中加入致孔剂。致孔技术，一般是在聚合过程中加入致孔剂。致孔剂可区分为低分子和高分子两种。剂可区分为低分子和高分子两种。v 新的致孔技术：后交联成孔技术、乳液新的致孔技术：后交联成孔技术、乳液致孔技术、无机微粒致孔技术。致孔技术、无机微粒致孔技术。v特性与应用（特性与应用（Properties and applicationProperties and application）v吸附树脂具有吸附选择性，一般规律如下：吸附树脂具有吸附选择性，一般规律如下：v 水溶性不大的有机物易被吸附，在水水溶性不大的有机物易被吸附，在水中的吸附性越小，越易被吸附。无机酸、碱、中的吸附性越小，越易被吸附。无机酸、碱、盐不被吸附；盐不被吸附；v 不能吸附溶于有机溶剂的有机物。如不能吸附溶于有机溶剂的有机物。如溶于水中的苯酚可被吸取，而溶于乙醇、丙溶于水中的苯酚可被吸取，而溶于乙醇、丙酮的苯酚不能被吸取；酮的苯酚不能被吸取；v 当吸附树脂与有机物形成氢键时，可当吸附树脂与有机物形成氢键时，可增加吸附量和吸附选择性。增加吸附量和吸附选择性。v 吸附树脂已广泛应用于自然食品添加剂吸附树脂已广泛应用于自然食品添加剂的提取、药物提取纯化、环境爱护以及血液的提取、药物提取纯化、环境爱护以及血液净化等方面。净化等方面。v概述概述v 活性碳纤维是以高聚物为原料，经高温活性碳纤维是以高聚物为原料，经高温碳化和活化而制成的一种纤维状高效吸附分别碳化和活化而制成的一种纤维状高效吸附分别材料。材料。v 一般依据原料的名称分类和命名，例一般依据原料的名称分类和命名，例如：以聚丙烯腈为原料制得的称为聚丙烯腈活如：以聚丙烯腈为原料制得的称为聚丙烯腈活性碳纤维等。性碳纤维等。v v 二、活性碳纤维二、活性碳纤维 活活性性碳碳纤纤维维的的制制备备工工艺艺可可概概括括为为预预处处理理、碳碳化化和和活活化化三三个个主要阶段。主要阶段。v特性与应用（特性与应用（Properties and applicationProperties and application）v v 活性碳纤维具有与传统活性碳等吸附活性碳纤维具有与传统活性碳等吸附材料不同的化学结构和物理结构，优异的性材料不同的化学结构和物理结构，优异的性能特征，碳含量高、比表面积大、微孔丰富、能特征，碳含量高、比表面积大、微孔丰富、孔径小且分布窄，因而吸附量大、吸附速度孔径小且分布窄，因而吸附量大、吸附速度快、再生简洁。快、再生简洁。v 在环境爱护、医疗卫生、军工等领域在环境爱护、医疗卫生、军工等领域具有良好的应用前景，已被成功地用于废水具有良好的应用前景，已被成功地用于废水废气净化、毒气微生物及放射性物质的吸取废气净化、毒气微生物及放射性物质的吸取处理等方面。处理等方面。v概述概述(Summary)(Summary)v 高吸水性树脂高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer(Super Absorbent Polymer简称简称SAP)SAP)一种吸水实力高、保水实力强的功能高一种吸水实力高、保水实力强的功能高分子材料。分子材料。v v 三、高吸水性树脂三、高吸水性树脂V.S一般吸水材料一般吸水材料SAPSAP吸水实力高：吸水实力高：可达自身重量的几十倍乃至上千倍。可达自身重量的几十倍乃至上千倍。吸水前吸水前吸水后吸水后膨胀袋吸水对比图膨胀袋吸水对比图植物养护泥吸水对比图植物养护泥吸水对比图保水实力超强保水实力超强分类分类SAPSAP纤维素系纤维素系淀粉系淀粉系合成高分子系合成高分子系v淀粉类高吸水性树脂淀粉类高吸水性树脂 超超强强吸吸水水剂剂的的探探讨讨起起源源于于淀淀粉粉系系，美美国国北北方方农农业业省省探探讨讨所所从从淀淀粉粉接接枝枝丙丙烯烯腈腈起起先先，接接着着于于19661966年年完完成成该该项项探探讨讨，并并投投入入生生产产。8080年年头头我我国国起起先先了了对对淀淀粉粉系系高吸水性树脂的探讨。高吸水性树脂的探讨。制备方法：制备方法：淀淀粉粉和和取取代代烯烯烃烃在在引引发发剂剂存存在在下下进进行行接接枝枝共共聚聚，如如用用淀淀粉粉和和丙丙烯烯腈腈在在引引发发剂剂存存在在下下进进行行接接枝枝共共聚聚，聚聚合合产产物物在在强强碱碱条条件件下下加加压压水水解解，接接枝枝的的丙丙烯烯腈腈变变成成丙丙烯烯酰酰胺胺或或丙丙烯烯酸酸盐盐，干干燥燥后后即即得得产产品品。这这种种接接枝枝的的吸吸水水树树脂脂吸吸水水率率较较高高，可可达达自自身身质质量量的的千倍以上，但长期保水性和耐热性较差。千倍以上，但长期保水性和耐热性较差。v合成高吸水性树脂合成高吸水性树脂 目目前前主主要要分分为为聚聚丙丙烯烯酸酸（盐盐），聚聚乙乙烯烯醇醇两两大大类类。其中，聚丙烯酸（盐）类的探讨最多，产量最大。其中，聚丙烯酸（盐）类的探讨最多，产量最大。类别类别聚丙烯酸（盐）类聚丙烯酸（盐）类聚聚 乙乙 烯烯 醇醇 类类比比较较吸吸水水性性强强，工工艺艺成成熟熟，合成方法多样。合成方法多样。吸吸水水倍倍率率不不及及聚聚丙丙烯烯酸酸类类,但但它它的的特特点点是是吸吸水水速速度度快快,2,23 3分分钟钟内内即即可可达达到到饱饱和和吸吸水水量量的一半。的一半。v纤维素类高吸水性树脂纤维素类高吸水性树脂纤维素接枝共聚反应过程纤维素接枝共聚反应过程区区别别与与联联系系 淀淀 粉粉 系系纤维素系纤维素系合成系合成系价格低廉、生物降解性能好价格低廉、生物降解性能好抗霉解性优抗霉解性优工工艺艺简简单单，吸吸水水、保保水水能能力力强强吸吸水水速速度度较较快快耐耐水水解解、吸吸水水后后凝凝胶胶强强度度大大、保保水水性性强强、抗抗菌菌性性好好，但但可可降降解解性性差差。适用于工业生产。适用于工业生产。缺缺点点合合成成工工艺艺复复杂杂，易易腐腐败败，耐耐热热性性不不佳佳，吸吸水水后后凝胶强度低，长期保水性差，耐水解性较差。凝胶强度低，长期保水性差，耐水解性较差。优优点点储储量量丰丰富富，可可不不断断再再生生，成成本本低低;无无毒毒且且能能微微生物分解，可减少对环境的污染。生物分解，可减少对环境的污染。共共同同点点 均是葡萄糖的多聚体，可以采用相类似均是葡萄糖的多聚体，可以采用相类似的单体、引发剂、交联剂进行吸水树脂的制备的单体、引发剂、交联剂进行吸水树脂的制备v吸水原理吸水原理吸吸 水水 实实 质质物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附棉花、纸张、海绵等。棉花、纸张、海绵等。毛细管的吸附原理毛细管的吸附原理。有压力时水会流出。有压力时水会流出。通通过过化化学学键键的的方方式式把把水水和和亲亲水水性性物物质质结结合合在在一一起起成成为为一一个个整整体体。加加压压也不能把水放出。也不能把水放出。vSAPSAP的吸水原理的吸水原理阶段阶段1 1阶段阶段2 2 较慢。通过较慢。通过毛细管吸附毛细管吸附和和分散分散作用吸水。作用吸水。水水分分子子通通过过氢氢键键与与树树脂脂的的亲亲水水基基团团作作用用,亲亲水水基基团团离解离解,离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压，网络内外产生渗透压，水份进一步渗入。水份进一步渗入。H H2 2O O（外）交交联联点点吸水树脂的离子型网络吸水树脂的离子型网络（内）随着吸水量的增大，网络内外的渗透压差趋向于零；而网络随着吸水量的增大，网络内外的渗透压差趋向于零；而网络扩张的同时，其弹性收缩力也在增加，渐渐抵消阴离子的静电扩张的同时，其弹性收缩力也在增加，渐渐抵消阴离子的静电排斥，最终达到吸水平衡。排斥，最终达到吸水平衡。阶段阶段3 3吸水剂微球吸水过程的体积变更示意图吸水剂微球吸水过程的体积变更示意图 SAPSAP用途广泛：用途广泛：植物养护泥植物养护泥婴儿卫生用品婴儿卫生用品各式防潮剂各式防潮剂医用吸水纸与吸水垫医用吸水纸与吸水垫四、高吸油性树脂四、高吸油性树脂分类分类种类种类应用领域应用领域优点优点缺点缺点无无机机包藏型包藏型黏黏土土、二二氧氧化化硅硅、珠层铁、石灰珠层铁、石灰工工厂厂废废油油处处理理、漏油处理漏油处理低价低价、安全、安全吸吸油油少少、体体积积大大、不不可可燃弃燃弃天天然然包包藏藏型型棉棉、活活炭炭沼沼、木木棉、纸浆棉、纸浆油油炸炸食食品品废废油油处处理、漏油处理理、漏油处理低价低价、安全、安全、可燃弃、可燃弃体积大体积大有有机机合合成成包包藏藏型型PPPP织织物物、聚聚苯苯乙乙烯烯织织物物、聚聚氨氨酯酯泡沫泡沫工工厂厂废废油油处处理理、漏漏油油处处理理、流流出出油处理油处理吸吸速速快快、可可燃弃燃弃体积大体积大合合成成凝凝胶胶型型金金属属皂皂类类、12-12-羟羟基基硬硬脂脂酸酸、氨氨基酸类基酸类油油黏黏度度调调整整剂剂、漏油处理漏油处理安安全全可可燃燃弃弃、小小型型紧紧凑凑、体积小体积小、需需加加热热熔熔融融、高价高价合合成成复复合合型型聚降冰片烯树脂聚降冰片烯树脂废废油油处处理理、漏漏油油处理处理可可燃燃弃弃、体体积小积小高高价价、吸吸速速慢慢、吸吸油油量量少少、不不吸吸油油酯类酯类感谢！感谢！
