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什么是高分子吸水劑


化學(xué)先生 / 2019-05-16

   市場(chǎng)上出現(xiàn)“小兒尿不濕”后,人們都感到很驚奇,不知它是一種什么材料做成的,竟有如此好的吸水魔力。我們知道,通常使用的干劑很多如生石灰、無(wú)水氯化鈣、濃硫酸等,但它們的吸水能力都比較低。最近幾年來(lái),研制出一種高吸水材料,它可以在幾分鐘內(nèi)吸收相當(dāng)于自身重量幾百倍乃至上千倍的水,也可吸收相當(dāng)自身重量幾十倍的電解質(zhì)水溶液、尿、血液等,向且當(dāng)受到外界壓力時(shí)也不會(huì)失去吸收的水這種神奇的材料叫高分子吸水劑。最早它是用淀粉經(jīng)過(guò)化學(xué)處理以后制成的。高分子吸水材料選用的是不溶于水的支鏈淀粉經(jīng)過(guò)化學(xué)加工后,使其分子鏈盤(pán)結(jié)成固狀結(jié)構(gòu)。因?yàn)榈矸鄯肿邮怯稍S多葡萄糖分子鍵合起來(lái)的,而葡萄糖分子有多個(gè)親水基團(tuán),因此當(dāng)這種高分子吸高分子吸水劑水材料遇到水時(shí),分子鏈內(nèi)部的親水基團(tuán)對(duì)水有特殊的親和作用,水分子就個(gè)個(gè)地往里鉆。淀粉的分子鏈迅速伸長(zhǎng)、舒張,把水分子包圍固定在里面,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。正像用網(wǎng)兜裝蘋(píng)果那樣,表面看網(wǎng)兜不大,可打開(kāi)后能裝很多蘋(píng)果。這種吸水材料可吸水達(dá)自身重量的幾百倍至1000倍。高吸水材料,也可用人工合成方法制得,主要是聚丙酸鹽類、聚乙烯醇類和聚環(huán)氧乙烷類等。這類樹(shù)脂之所以具有大量吸水本領(lǐng),主要是它們有三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并且和淀粉一樣具有眾多的親水基團(tuán)。

  當(dāng)它們遇到水后,高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膨潤(rùn)、張展,滲透進(jìn)入的水分子便可以與眾多的親水基相結(jié)合。因此研究設(shè)計(jì)合成具有親水能力的基,以及增大網(wǎng)結(jié)構(gòu)孔徑,增長(zhǎng)交聯(lián)鏈的長(zhǎng)度,是提高樹(shù)脂吸水速度和吸水能力的重要途徑。這些高分子吸水材料已在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面得到了廣泛應(yīng)用。例如,用它制成“吸水土”,在春早或干早地區(qū)拌種下地,可以保證種子出苗與生長(zhǎng)。過(guò)去,我國(guó)黃土高原上植樹(shù)很困難,現(xiàn)在在樹(shù)苗根部放入一些吸足水的高分子材料,就如同為其建造了一座小水庫(kù)?,F(xiàn)在,市場(chǎng)上賣的高吸水尿布和婦女用的衛(wèi)生中,就是用這類吸水材料和無(wú)紡布混合制成的,一塊嬰兒尿布可反復(fù)使用。在醫(yī)療衛(wèi)生方面可做人工玻璃體、緩釋藥物的載體以及人工臟器材料等。若用它調(diào)制成皮膚用的藥膏,擦在患處,則無(wú)油感,保持濕潤(rùn),可延長(zhǎng)藥效。世界上不僅出現(xiàn)了吸水大王,而且也出現(xiàn)了吸油大王該吸油大王,即人造吸油“海綿”。
  據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界石油總產(chǎn)量中約有1/100流入海洋,平均每百平方米海面有1克石油港人。如何消除石油對(duì)海洋的污染,一直是科學(xué)工作者研究的重要課題。最近,日本觸媒化學(xué)工業(yè)公司首創(chuàng)了高吸油性“海綿”、它可以吸附達(dá)自重25倍的各種油。該公司借鑒高吸水性樹(shù)脂的技術(shù)訣竅,以丙烯類樹(shù)脂作為吸油的原料,在制造工藝上著重于分子設(shè)計(jì),供其在單體復(fù)合時(shí),依靠分子間的張力將油吸附。它吸油量大,在油與水共存時(shí),能有選擇性地吸油。當(dāng)發(fā)生原油泄漏時(shí),只需根據(jù)原油泄漏量投入相應(yīng)量的吸油“海綿”即可。吸足油的“海綿”以0.9左右的密度浮于水面,回收處理極為方便。“雷公打豆度。一物降一物。”人類可以利用掌握的化學(xué)知識(shí)和技術(shù),設(shè)計(jì)制造出許多具有奇特功能的材料,以滿足人類生產(chǎn)生活的需要。

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