蘇文媛 陳常修

江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?江蘇 連云港 222000

1 高吸水性樹脂的特點(diǎn)及性能

高吸水性樹脂的三維結(jié)構(gòu)和親水性基團(tuán)使其具有很好的親水特性，表現(xiàn)出很好的保水性和吸水性。當(dāng)高吸水性樹脂吸收水分時(shí)，會(huì)膨脹成為一種水凝膠，即便是在壓力作用下，水也很難從凝膠中分離出來[1]。與傳統(tǒng)的吸水材料相比較，高吸水性樹脂的吸水速度更快，吸水量更多，能夠達(dá)到其自身數(shù)量的百倍乃至千倍。因此，高吸水性樹脂被廣泛應(yīng)用于生理衛(wèi)生用品、農(nóng)林園藝以及醫(yī)藥等領(lǐng)域。

2 高吸水性樹脂的種類

2.1 淀粉類高吸水性樹脂

淀粉是一種廣泛存在于植物中的天然高分子聚合物。利用淀粉制備高吸水性樹脂不僅能夠降低生產(chǎn)成本，而且制備的高吸水性樹脂具有較好的生物降解性。淀粉類高吸水性樹脂的主要合成方法是接枝共聚，淀粉在引發(fā)劑的作用下與乙烯類有機(jī)單體進(jìn)行接枝共聚。該反應(yīng)主要利用偶氮類、過氧化物以及氧化還原類引發(fā)劑進(jìn)行反應(yīng)，在特殊的情況下也可采用輻射引發(fā)[2]。吳瑞紅[3]在采用過硫酸鉀引發(fā)紅薯淀粉-丙烯酸-丙烯酰胺接枝共聚，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該高吸水性樹脂具有較好的吸水性和耐鹽性。

2.2 纖維素類高吸水性樹脂

纖維素的來源比較廣泛，在市場(chǎng)上很容易獲得，同時(shí)價(jià)格也比較便宜，在化學(xué)反應(yīng)過程中自身的屬性很容易發(fā)生改變。因此，利用纖維素作為高吸水性樹脂的原料也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。秦傳高[4]在中以過硫酸鉀為引發(fā)劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，麥秸稈纖維素和丙烯酸作為原料合成了高吸水性樹脂，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該吸水性樹脂對(duì)去離子水、自來水以及0.9%生理鹽水的吸收率分別達(dá)到了322.7g/g、167.2g/g和30.6g/g。

2.3 合成樹脂類高吸水性樹脂

合成樹脂的發(fā)展起步比較晚，最開始是在日本及西方發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用起來的。目前，合成樹脂類高吸水性樹脂成為了主要的研究方向，其主要分為丙烯酸（鹽）類、丙烯腈類以及聚乙烯醇類。

2.4 高吸水性樹脂制備方法

在使用高吸水性樹脂時(shí)，由于對(duì)高吸水樹脂的形貌、適用范圍以及對(duì)其吸水能力的需求不盡相同，因此，在制作高吸水樹脂時(shí)，要挑選針對(duì)性的合成工藝，其特性詳見表1。

表1 高吸水性樹脂制備方法

3 高吸水性樹脂的應(yīng)用

3.1 生理衛(wèi)生用品

高吸水性樹脂是具有低交聯(lián)度三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和親水性基團(tuán)的聚合物，吸水量達(dá)到自身的百倍以上，高吸水性樹脂吸水后呈現(xiàn)出保水性能良好的凝膠狀。高吸水性樹脂的優(yōu)良特性使得其在生理衛(wèi)生用品中獲得了廣泛的應(yīng)用，如：衛(wèi)生巾、嬰兒紙尿褲以及成人失禁墊等。

3.2 醫(yī)用材料

吸水后的高分子吸水樹脂有著柔軟、不刺激生物組織的優(yōu)勢(shì)，高分子吸水樹脂與傳統(tǒng)的生物組織相比較，其適應(yīng)性、凝固性、透過性等效果都更加明顯，機(jī)械強(qiáng)度也更強(qiáng)，廣泛應(yīng)用與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之中，尤其是醫(yī)用材料方面。

用高吸水性樹脂凝膠制作的柔軟隱形眼鏡，在市場(chǎng)上有著良好的銷售前景，同時(shí)與傳統(tǒng)的隱形眼鏡相比較，消費(fèi)者戴著更加的舒適、透氣性更好，使用壽命更長(zhǎng)。近年來，我國(guó)科技發(fā)展速度越來越快，抗血栓材料中高吸水性樹脂的應(yīng)用也取得了一定的成績(jī)，經(jīng)過科研學(xué)者的深入研究，人體的血小板與血漿蛋白質(zhì)會(huì)受到高吸水性樹脂凝膠的影響，形成抗血栓，同時(shí)在凝膠表面形成能夠溶解早期血栓膜的尿激酶等多種線溶性活性酶，為新型抗凝血?jiǎng)┑难邪l(fā)工作創(chuàng)造了全新的路徑。此外，該高吸水性樹脂也可以起到操控藥物成分見效速率的作用，它可以利用更改藥物的水分含量來調(diào)節(jié)藥物的見效速率，提高了生物體的能力，維持了藥物的恒定數(shù)值，保證了藥物在較長(zhǎng)生效期內(nèi)的釋放速率不會(huì)過快。另外，在其它醫(yī)用材料上，高吸水性樹脂也有著較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 低溫滲透壓脫水片

適用于低溫環(huán)境的滲透壓脫水片的構(gòu)成要素較為繁雜，其由滲透壓力大于百萬帕的材料、高吸水性樹脂、半透膜等組成，并制作成片狀。低溫滲透壓脫水片在食品領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。魚類、肉類在解凍時(shí)，細(xì)胞組織可能會(huì)發(fā)生破壞，香味下降。想要解決以上問題，就要對(duì)想要冷凍的魚類、肉類先使用脫水片脫水，脫水后再冷凍，這樣魚類、肉類的細(xì)胞組織就不會(huì)被破壞，食物存儲(chǔ)的質(zhì)量就會(huì)升高。一般情況下食物中的水分占到自身重量的百分之七十以上，滲透壓為幾百到十幾萬帕。食物中的水分在于低溫滲壓脫水片接觸的時(shí)候，在滲透壓的影響下，食物中的水分進(jìn)入到低溫滲壓脫水片之中。如果想要恢復(fù)食物中的水分，可以對(duì)低溫滲壓脫水片進(jìn)行擠壓，擠壓后低溫滲壓脫水片中的水分又會(huì)回到包裝的食物之中，根據(jù)食物需要水分的多少，對(duì)低溫滲壓脫水片擠壓程度進(jìn)行合理的控制。使用完的低溫滲壓脫水片還可以回收利用，節(jié)約企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中低溫滲壓脫水片也有著廣泛的應(yīng)用。

3.4 化妝品的添加劑

在化妝品中添加適當(dāng)?shù)母叻肿游畼渲?，利用其比較強(qiáng)的保濕性，代替?zhèn)鹘y(tǒng)化妝品中的保濕劑，進(jìn)一步提升化妝品的保濕效果。高分子吸水樹脂與傳統(tǒng)的水溶性高分子相比較，有著比較特殊的凝膠狀，其黏度更高，增稠性更強(qiáng)，增加了化妝品的黏度。我們可以將高吸水性樹脂少量添加到雪花膏、香皂、粉底霜等化妝品中，加強(qiáng)化妝品保水增稠的效果，同時(shí)化妝品的香味更加持久。

3.5 土壤保水劑

在干旱和半干旱地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率低的主要原因是土壤蒸發(fā)和蒸騰量增加、土壤保水能力降低以及水分缺失。因此，提高土壤的保水能力是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要途徑。高吸水性樹脂可以少量的添加到土壤之中，既可以提高土壤的水分利用率，又可以使植物從土壤中吸取更多的水分，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。高吸水樹脂被大量運(yùn)用于造林和荒漠改造，其重要作用是增加土壤含水量，提高植物存活幾率。

3.6 除臭劑、殺菌劑

我們可以充分利用高吸水性樹脂羧基聚合物的陰離子，通過調(diào)節(jié)PH值，實(shí)現(xiàn)對(duì)氨氣的吸附，用來對(duì)衛(wèi)生間進(jìn)行除臭。人們普遍使用的除臭劑是由高吸水性樹脂、三聚磷酸二氫鋁脫臭，與纖維狀強(qiáng)化材料配比制作，混合液呈酸性，在不斷蒸發(fā)該溶液的情況下，可以實(shí)現(xiàn)殺菌、除臭功能。此外，混合液中還可以適當(dāng)?shù)奶砑右恍┫懔?，溶液蒸發(fā)的同時(shí)既能達(dá)到除臭的目的，又能實(shí)現(xiàn)留香的目的。

3.7 制作留香材料

將高吸水性樹脂與香料進(jìn)行混合，充分發(fā)揮出高吸水性樹脂緩釋和吸附的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到留香的作用。我們通常使用的香紙，主要的制作方式就是使用透氣性比較好的紙張，將高吸水性樹脂包在中間，形成香味薄膜，高吸水性樹脂中的香味慢慢擴(kuò)散，達(dá)到留香的目的；還有我們經(jīng)常使用的空氣清新劑，制作方式是將乳化劑和香料加入到高吸水性樹脂中，實(shí)現(xiàn)空氣中香味保持的目的。最近幾年，留香材料的應(yīng)用范圍越來越廣，其中高吸水性樹脂的應(yīng)用也越來越普遍，例如賀年卡、臺(tái)歷、掛歷等都可以使用。

3.8 吸水材料

（1）高吸水性樹脂有著較強(qiáng)的吸水性，它具有很強(qiáng)的吸水性，同時(shí)吸收的有機(jī)溶劑也很少，所以它能被運(yùn)用于含有水的石油當(dāng)中，從而能夠迅速地去除油中的水分子，進(jìn)而達(dá)到使石油與水分子分離的效果。

（2）借助高吸水性樹脂高溫吸水、低溫防水的平衡吸水優(yōu)勢(shì)，可以將吸水性樹脂應(yīng)用在室內(nèi)裝飾材料中，制作成纖維狀或者紙片狀，避免墻壁天花板上露水出現(xiàn)凝結(jié)。同時(shí)高吸水性樹脂還能作為調(diào)溫調(diào)濕劑使用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度大于百分之六十時(shí)自動(dòng)吸水，環(huán)境溫度小于百分之六十時(shí)自動(dòng)放水，對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行科學(xué)合理的控制。

（3）以高吸水性樹脂為原材料，制備出油包水（W/O）型高吸水性樹脂乳液，再將其添加到吸水紙張或無紡織軟布中，通過噴涂、浸漬等工藝，制備出具有超強(qiáng)吸水性能的高吸水紙及吸水織物。

（4）將高吸水性樹脂和芳香劑配比制成吸汗墊，置于護(hù)具帽中可以吸附汗水；它還可以和吸濕性較好的無機(jī)鹽類（如CaCl2，P205等）進(jìn)行復(fù)配，作為一種調(diào)濕制劑，用于調(diào)節(jié)周圍空氣的濕度。

4 結(jié)束語

高吸水性樹脂憑借自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在生理衛(wèi)生用品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，研究者對(duì)于高吸水性樹脂性能方面還缺乏深入的研究，比如：吸水速率、通液速率以及加壓吸水量等，這也使得我國(guó)的高吸水性樹脂較落后于國(guó)外的高吸水性樹脂。所以，應(yīng)對(duì)高吸水性樹脂的性能和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行深入研究，力求研發(fā)出綜合性能優(yōu)異的高吸水性樹脂。