高分子吸水树脂 中文
吸水树脂的现状即发展前景
吸水树脂的现状即发展与前景 一、吸水树脂 （一）吸水性树脂的结构特征与吸水机理 1、结构特征 吸水性树脂是在水溶性聚合物的基础上通过交联水解技术制得,它具有低交联度、高溶胀率、不溶于水的结构和性能特征。从化学结构看,吸水性树脂主链或侧链上含有亲水性基因如羟基、酰胺基、羧基、磺酸基等;从物理结构看,这是一个低交联度的三维网络。 2、吸水机理 高吸水性树脂的吸水分几个阶段。最初阶段其吸水速率很慢,因为此时的吸水是通过毛细管吸附和分散作用来实现的,接着水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,使之发生离解,阴离子固定在高分子链上,阳离子则可以自由移动。随着亲水基团的进一步离解,阴离子数目增多,离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张;同时为了维持电中性,阳离子不能向外部溶剂扩散,导致阳离子在树脂网络内浓度增大,于是网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。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,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 （二）吸水树脂的特点 1．吸水量高 常用的吸水材料海绵等吸水能力为自身重量20倍左右，而淀粉类树脂可吸收自身重量的数百千倍的水。 2．保水性好 普通吸水材料吸水后，受到压力，易放出水，但高吸水性树脂受压，水不容易从树脂中放出来，也就是说它在外加压力下仍具有良好的保水性。 3．热稳定性好 不同吸水树脂，有不同的热稳定性。淀粉类在150度加热1h，开始变黑，吸水能力下降，如把高吸水树脂储存在密封容器中，可储存3-4h，其吸水能力不变。 4．增稠性 高吸水性树脂吸水后呈水凝状，比普通水溶性的更高的黏度，明显的增稠效果。 （三）吸水树脂的分类 1．淀粉类 淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。与淀粉进行接枝共聚应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。 2．合成树脂系 它的种类很多，且随着研究的深入，也越来越多。主要有丙烯酸类、聚丙烯醇类等，其中以丙烯酸类最重要。 3．纤维系类 由于淀粉系高吸水性树脂的出现，人们想到用纤维素为原料制备高吸水树脂。纤维原料来源广泛，能与多种低分子反应，是近十年来高吸水树脂发展的一个方面。 4．有机-无机复合高吸水性树脂 二、吸水树脂的发展现状 最早的高吸水性树脂是1974 年美国学业部北方研究所研制的淀粉接枝丙烯腈共聚物的水解物,但20 世纪80 年代初却是日本的高吸水性树脂开发技术占据了主导地位。虽然高吸水
高分子材料成型原理期末复习资料
名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1、( B )属于化学合成高分子。 a、甲壳素 b、聚乳酸 c、淀粉 d、细菌纤维素 2、( D )属于高性能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、碳纤维 3、( D )属于功能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、导电纤维 第二章 一、选择题 1、“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。 A、非极性高聚物与极性溶剂 B、非极性高聚物与非极性溶剂 C、极性高聚物与极性溶剂 D、极性高聚物与非极性溶剂 2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,( )温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a、下临界混溶温度升高 b、上临界混溶温度升高 c、下临界混溶温度降低 d、上临界混溶温度降低 二、简答题 1、简述聚合物熔融的主要方法。 2、简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。 3、简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答:聚合物溶剂的选择原则: (1)聚合物与溶剂的极性相近 规律相似相溶:聚合物与溶剂的极性越接近,越容易互溶。 (2)溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 (3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1＜0、5为良溶剂。 4、聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿与四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。 a、剪切 b、弯曲 c、拉伸 d、分流、合并与置换 二、简答题 1、简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。 2.根据Brodkey混合理论,聚合物共混体系与聚合物—添加剂体系涉及的混合机理有何差别? 3、简述分散混合过程中发生的作用。
高吸水性树脂的制备与应用研究
高吸水性树 脂的制备与应用研究 高材1203 庞进20120221172 摘要：本文介绍了淀粉类、纤维素类、共聚合类、复合类以及可生物降解类高吸水性树脂及其发展、结构以及吸水理论,并对目前的研究现状进行了分析。高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、林业、园艺等领域。 关键词：高吸水树脂；吸水机理；结构 1 高吸水性树脂的分类 高吸水性树脂发展迅速，品种繁多，根据现有的品种及其发展可按以下几个方面进行分类。 1.1 按原料来源主要分类 1淀粉系：包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等。 2纤维素系：包括纤维素接枝、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素等。 3合成树脂系：包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类等。 1.2 按亲水基团的种类分类 ①阴离子系：羧酸类、磺酸类、磷酸类等； ②阳离子系：叔胺类、季胺类等； ③两性离子系：羧酸-季胺类、磺酸-叔胺类等； ④非离子系：羟基类、酰胺基类等； ⑤多种亲水基团系：羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。 1.3 按制品形态可分四类：粉末状；纤维状；膜状；圆颗粒状。 2 高吸水性树脂的发展
2.1国外发展 上世纪50年代前，人们使用的吸水材料主要是天然产物和无机物，如多糖类、纤维素、硅胶、氧化钙及磷酸等。50年代，科学家通过大量的实验研究，建立了高分子吸水理论，称为Flory吸水理论[1]，为吸水性高分子材料的发展奠定了理论基础。 高吸水性树脂是20世纪60年代末发展起来的，最早在1961年由美国农业部北方研究所Russell等[2]从淀粉接枝丙烯腈开始研究，其目的是在农业和园艺中作为植物生长和运输时的水凝胶，保持周围土壤的水份；其后Fanta等接着进行研究，于1966年首先发表了关于淀粉改性的物质具有优越的吸水能力的论文，指出淀粉衍生物具有优越的吸水能力，吸水后形成的膨润凝胶体保水性很强，即使加压也不与水分离，甚至具有吸湿保湿性，这些特性都超过了以往的高分子材料。首次开发成功后，世界各国对高吸水性树脂在体系、种类、制备方法、性能改进、应用领域等方面进行了大量的研究工作，并取得了一系列的研究成果。 1975年美国谷物加工公司成功研究出淀粉接枝丙烯腈高吸水性树脂，但直到1978 年才由日本的三洋化成工业率先进行了商业化生产，将高吸水性树脂用于一次性尿布，于1979年在日本名古屋投产了1000吨/年的生产设备，产品远销欧美各国，使其市场潜力和应用研究受到人们的重视。高吸水性树脂的发展也随之进入了一个新的时代。 70 年代末美国UCC公司用放射法交联各种氧化烯烃聚合物，合成了非离子型的高吸水性树脂，其吸水能力高达2000倍，从而打开了合成非离子型高吸水性聚合物的大门。 80年代出现了以天然化合物及其衍生物为原料(藻酸盐、聚氨基酸、壳聚糖、蛋白质等)制取的高吸水性材料，同时，出现了高吸水性复合材料，由于它能改善吸水性材料的耐盐性、吸水速度、水凝胶的强度等许多性能，所以发展迅速。 90年代初，吸水性树脂的研究更是突飞猛进。最新开发了对环境友好的聚氨基酸系高吸水性树脂、可生物降解的复合纤维或无纺布材料、高吸水性树脂泡沫、芳香性卫生用品、室内装饰性凝胶材料等。目前，日本触媒、三洋化成及德国Stockhausen 三大生产集团掌握了全球高吸水树脂70%的市场，他们之间均以技术合作方式，进行着世界性国际联合经营，占居了世界主要技术和市场。 在过去将近20年中，世界高吸水性树脂的市场需求持续强劲增长是全球高吸水性树脂的生产能力和趋势，从1986年世界高吸水性树脂产量不足0.5万吨/年，到2001年为125万吨/年。目前全球对高吸水性树脂生产和需求几乎是直线上升趋势。在本世纪，随着北美、西欧高吸水性树脂市场逐渐进入成熟期，以及亚太和拉美等新兴市场的快速发展，全球对高吸水性树脂的需求将急剧膨胀，全世界对高吸水性树脂的需求将不断增加。 2.2国内发展 我国从80年代才开始研制高吸水性树脂，1982 年中科院化学研究所的黄美玉等在国内最先合成出聚丙烯酸钠类高吸水性树脂，80年代后期己有20多个单
东华大学高分子材料成型原理复习材料
1-1.通用高分子材料主要有那几大类？ 答：纤维、塑料、橡胶、胶黏剂、涂料 1-2.高分子材料加工与高分子合成的区别？ 答：“高分子材料加工”定义为“对聚合物材料或体系进行操作以扩大其用途的工程”，它是把聚合物原材料经过多道工序转变成某种制品的过程。经过高分子材料加工得到的制品在物理上处于和原材料不同的状态，但化学成分基本相同；而高分子合成是指经过一定的途径，从气态、液态、固态的各种原料中得到化学上不同于原料的高分子材料。 1-3.高性能纤维有哪些？ 答：低热稳定性，高强度纤维：UHMWPE、PVA 高热稳定性，高强度纤维（200-300℃）：对位芳纶、芳族聚酯、杂环聚合物纤维 高热稳定性、耐热纤维（≤350℃）：间位芳纶、聚酰亚胺纤维、酚醛纤维、碳纤维 高热稳定性、无机纤维：碳化硅纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维 1-4.判断题 经过加工过程，高分子材料在物理上处于和原材料相同的状态。（×） 1-5 选择题 高强高模聚乙烯纤维材料和Lyocell纤维材料分别属于③。 ①生态高分子材料和智能高分子材料 ②智能高分子材料和功能高分子材料 ③高性能高分子材料和生态高分子材料 ④功能高分子材料和高性能高分子材料 为什么纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法? 纤维素大分子中含有大量的－OH基团，由于氢键的作用，使大分子间作用力较大，这将导致熔融热焓△H较大；另一方面，纤维素大分子中存在环状结构，使分子链的刚性较大，这将导致熔融熵变△S较小。这两方面的原因使得熔融纤维素的温度（= △H / △S ）将变得较高,而纤维素的分解温度又相对较低，因此，当加热纤维素至一定温度时，会出现纤维素未开始熔融便已被分解的现象，因此，纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法。 请阐述选择聚合物溶剂的几种实用方法及其适用范围 1. 可根据极性相近规律即极性的聚合物易溶于极性溶剂、非极性的聚合物易溶于非极性或弱极性溶剂的规律来初步选择溶剂。 2. 可根据溶度参数理论，按照溶剂与聚合物的内聚能密度或溶度参数应尽可能接近的规则来选择溶剂。 (1) 对于非极性分子体系（即非极性聚合物与非极性溶剂体系），可直接利用该规则选择溶剂。一般来讲，所选溶剂与聚合物间的溶解度参数之差绝对值应小于1.7－2.0。 (2) 非极性混合溶剂的选择一般也可利用该方法，其中，混合溶剂的溶解度参数δmix在混合前后无体积变化时可按δmix=(χ1ν1δ1＋χ2ν2δ2)/（χ1ν1＋χ2ν2）计算。（式中χi—i（i=1,2）组分的摩尔数；vi—摩尔体积；δi—溶度参数。） (3) 对于极性分子或易形成氢键的体系，必须对溶度参数理论修正，应利用三维溶度参数（δd, δp, δh）、由聚合物的三维溶度参数为球心通过作三维溶度参数图来预测选择溶剂。该方法对非极性聚合物/溶剂体系和极性聚合物/溶剂体系均适用。 3. 还可根据高分子——溶剂相互作用参数（哈金斯参数）χ1来半定量地判断溶剂对
高吸水树脂的现状
高吸水树脂的现状、发展与前景 贾兆霞 05应用化学3班学号：200515120318 [摘要] 高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料，应用广泛，市场前景广阔。近年来，高吸水性树脂的开发在我国发展较快，经过多年努力，研制一系列新型有机无机复合高效吸水树脂，实现低成本耐盐碱和多功能化。这些研究将我国高吸水树脂生产和应用提高到新的层次。[关键词]高吸水树脂;发展现状;应用前景;新型复合高吸水树脂 一、高吸水树脂 （一）高吸水性树脂的结构特征与吸水机理 1、结构特征 高吸水性树脂是在水溶性聚合物的基础上通过交联水解技术制得,它具有低交联度、高溶胀率、不溶于水的结构和性能特征。从化学结构看,高吸水性树脂主链或侧链上含有亲水性基因如羟基、酰胺基、羧基、磺酸基等;从物理结构看,这是一个低交联度的三维网络。 2、吸水机理 高吸水性树脂的吸水分几个阶段。最初阶段其吸水速率很慢,因为此时的吸水是通过毛细管吸附和分散作用来实现的,接着水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,使之发生离解,阴 离子固定在高分子链上,阳离子则可以自由移动。随着亲水基团的进一步离解,阴离子数目增多,离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张;同时为了维持电中性,阳离子不能向外部溶剂 扩散,导致阳离子在树脂网络内浓度增大,于是网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。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,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 （二）高吸水树脂的特点 1．吸水量高 常用的吸水材料海绵等吸水能力为自身重量20倍左右，而淀粉类树脂可吸收自身重量的数百千倍的水。 2．保水性好 普通吸水材料吸水后，受到压力，易放出水，但高吸水性树脂受压，水不容易从树脂中放出来，也就是说它在外加压力下仍具有良好的保水性。 3．热稳定性好 不同吸水树脂，有不同的热稳定性。淀粉类在150度加热1h，开始变黑，吸水能力下降，如把高吸水树脂储存在密封容器中，可储存3-4h，其吸水能力不变。 4．增稠性 高吸水性树脂吸水后呈水凝状，比普通水溶性的更高的黏度，明显的增稠效果。 （三）高吸水树脂的分类 1．淀粉类 淀粉是一种原料来源广泛、种类多、价格低廉的多羟基天然化合物。与淀粉进行接枝共聚应的单体主要是亲水性和水解后变成亲水性的乙烯类单体。目前合成高吸水树枝通常采用的是自由基型接枝共聚。 2．合成树脂系 它的种类很多，且随着研究的深入，也越来越多。主要有丙烯酸类、聚丙烯醇类等，其中以丙烯酸类最重要。 3．纤维系类 由于淀粉系高吸水性树脂的出现，人们想到用纤维素为原料制备高吸水树脂。纤维原料来源广泛，能与多种低分子反应，是近十年来高吸水树脂发展的一个方面。
高分子材料加工成型原理作业
《高分子材料加工成型原理》主要习题 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释:牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪切 粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。 牛顿流体:流体的剪切应力与剪切速率之间呈现线性关系的流体,服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 非牛顿流体:流体的剪切应力与剪切速率之间呈现非线性关系的流体,凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 假塑性流体:就是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低的流动特性的流体,常称为“剪切变稀的流体”。 胀塑性流体:就是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高的流动特性的流体,常称为“剪切增稠的流体”。P13 拉伸粘度:用拉伸应力计算的粘度,称为拉伸粘度,表示流体对拉伸流动的阻力。 剪切粘度:在剪切流动时,流动产生的速度梯度的方向与流动方向垂直,此时流体的粘度称为剪切粘度。 滑移:就是指塑料熔体在高剪切应力下流动时,贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。P31 端末效应:适当增加长径比聚合物熔体在进入喷丝孔喇叭口时,由于空间变小,熔体流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中,这种特征称为“入口效应”也称"端末效应"。 鲨鱼皮症:鲨鱼皮症就是发生在挤出物表面上的一种缺陷,挤出物表面像鲨鱼皮那样,非常毛糙。 如果用显微镜观察,制品表面就是细纹状。它就是不正常流动引起的不良现象,只有当挤出速度很大时才能瞧到。 6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为？为什么？P16 大多数聚合物熔体表现出假塑性流体的流动行为。假塑性流体就是非牛顿型流体中最常见的一种,聚合物熔体的一个显著特征就是具有非牛顿行为,其黏度随剪切速率的增加而下降。此外,高聚物的细长分子链,在流动方向的取向粘度下降。 7、剪切流动与拉伸流动有什么区别？ 拉伸流动与剪切流动就是根据流体内质点速度分布与流动方向的关系区分,拉伸流动就是一个平面两个质点的距离拉长,剪切流动就是一个平面在另一个平面的滑动。 8、影响粘度的因素有那些？就是如何影响的？ 剪切速率的影响:粘度随剪切速率的增加而下降; 温度的影响:随温度升高,粘度降低; 压力的影响:压力增加,粘度增加; 分子参数与结构的影响:相对分子质量大,粘度高;相对分子质量分布宽,粘度低;支化程度高,粘度高; 添加剂的影响:加入增塑剂会降低成型过程中熔体的粘度;加入润滑剂,熔体的粘度降低;加入填料,粘度升高。 12、何谓熔体破裂？产生熔体破裂的原因就是什么？如何避免？ 高聚物熔体在挤出过程中,当挤压速率超过某一临界值时挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹,甚至支离与断裂成碎片或柱段,这种现象称为熔体破裂。 原因:一种认为就是由于熔体流动时,在口模壁上出现了滑移现象与熔体中弹性恢复所引起;另一种就是认为在口模内由于熔体各处受应力作用的历史不尽相同,因而在离开口模后所出现的弹性恢复就不可能一致,如果弹性恢复力不为熔体强度所容忍,就会引起熔体破裂。 避免熔体破裂需注意:控制剪切应力与熔体温度;设计口模模唇时,提供一个合适的入口角,使用流线型的结构就是防止聚合物熔体滞留并防止挤出物不稳定的有效方法。 第三章成型用的物料及其配制
高分子材料成型原理复习大纲
《高分子材料成型原理》复习大纲 （一）基本概念及基础理论 1、高分子材料的基本概念：各种纤维、塑料、橡胶等的定义；新型 高分子材料的主要种类和概念。 2、聚合物熔融和溶解的基本规律 3、混合的基本概念：各种扩散形式的特点、混合机理、混合过程发 生的主要作用。 4、聚合物流体的流变性：非牛顿剪切粘性、拉伸粘性、弹性的表征 及影响因素。 （二）化学纤维成型加工原理 1) 化学纤维的主要品质指标； 2）纺丝流体可纺性的概念及细流丝条断裂机理； 3）纺丝流体的挤出及细流的类型：液滴型、漫流型、胀大型和破裂型挤出细流的产生条件及避免不正常细流类型的措施； 4）熔纺、湿纺和干纺过程的运动学和动力学：沿纺程的速度分布； 纺丝线上的轴向力平衡和受力分析； 5）熔纺、湿纺和干纺初生纤维结构的形成及特点； 6）熔体纺丝的传热：纺丝线上的传热机理和轴向温度分布；冷却长度；丝条冷却的传热系数； 7）湿纺纺丝原液细流的固化：溶剂和沉淀剂的双扩散过程的表征及影响因素；纺丝线的组成变化路径对固化和初生纤维结构的 影响；影响初生纤维横截面形状的主要因素； 8）干纺纺丝原液细流的固化：纺丝线上轴向、径向的传热特点和传质机理；影响初生纤维横截面形状的主要因素； 9）拉伸过程中应力－应变性质变化：拉伸曲线的基本类型；初生纤维的结构及拉伸条件对拉伸性能、拉伸曲线的影响； 10）拉伸过程中纤维结构和性能的变化； 11）纤维在不同热定型中的形变及内应力变化特征； 12）热定型过程中纤维结构与性质的变化。 （三）塑料成型加工原理 1）挤出成型原理：单螺杆挤出机三个主要工作段（区）的作用； 固体物料的熔化过程；熔体流动的形式；挤出成型的工艺过程 及影响因素；
高吸水树脂的用途
第1节医药卫生用品方面的应用 由于高吸水性树脂无毒、无刺激和高度生物相容的特性，在医疗卫生用品领域得到了最为广泛的应用。人们利用高吸水性树脂作为吸收材料吸收尿液、血液、药物，制作如卫生巾、尿布、餐巾纸、失禁垫片、医用药棉等。 高吸水性树脂的超强吸水能力和保水能力使得生理卫生方面的产品大大轻薄化、小型化、舒适化，消除了人们很多苦恼。经过最近20年来的高速发展，高吸水性树脂在全球范围实际产量已达年产100万吨以上，其中80%～90%左右用于卫生领域。在美国、日本、欧洲等发达国家和地区用高吸水性树脂作卫生材料已经普及，成为日常生活的一种基本材料。用于卫生材料的高吸水性树脂要求吸水速度快，吸水量大，吸水后形成的凝胶有一定强度，加压保水性好、尽可能高的生理盐水的吸液倍率，并且吸水树脂吸水后表面干爽性好。水溶液聚合法经粉碎得到的高吸水性树脂一般粒径在100μm—1000μm之间，粗细粉末混杂在一起，在吸水时，细的颗粒由于表面积更大，吸水速度快，优先膨胀形成凝胶，这些凝胶包裹在粒径较大的树脂颗粒周围，形成“生面团”，阻止水快速向大粒径颗粒内部渗透，既影响了吸水速度，也降低了吸水后颗粒的干爽性。这种粉碎所得的“初产品”基本不具备满意的使用价值。虽然有文献表明改变交联剂可以增加树脂的吸水速率，但这种方法对卫生材料用的树脂增加的吸水速率是不明显的。国内外的研究表明，通过引入表面处理的工艺，对吸水树脂颗粒的表面进行第二次交联，形成外部交联度高，内部交联度低的“核壳”结构，可以极大地改善吸水后颗粒的干爽性、保水性。在增加的这种后处理过程中使用亲水性的小分子物质，同时加快了水在颗粒间和颗粒内的传导速度，使吸水速度提高很多。虽然这种后处理对粒子表面交联形成“核壳”结构，限制了树脂颗粒自由膨胀能力，但能够使树脂在压力下吸收能力提高而得到补偿。 近年来在缓控释药物中作为药物的骨架载体的合成类亲水性高分子有相当一部分属于高吸水性树脂。在该领域享有盛名的美国古立德公司（Goodrich Corp）的系列交联丙烯酸聚合物carbopol就是缓控释骨架材料的典范。聚丙烯酸类的高吸水性树脂有良好的生物相容性、生物粘附性，发达国家近十几年来采用这类材料制备的靶向给药系统（targeting drugsystem.TDS or Targeted Drug
高分子材料成型加工原理
第一章绪论 1.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。 (1)一次成型技术 一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。 (2)二次成型技术 二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。 (3)二次加工技术 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 2.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ (1)过程集中制 生产设备集中； 宜于品种多、产量小、变化快的制品； 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。 (2)产品集中制 一种产品生产过程配套； 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强； 物料运输方便，易实现机械化和自动化，成本降低。 3.塑料制品都应用到那些方面？ (1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电气工业 (5)化学工业(6)仪表工业(7)建筑工业(8)航空工业 (9)国防与尖端工业(10)家具(11)体育用品和日用百货 4.如何生产出一种新制品？ (1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等方面所应具备的指标； (2)根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型方法； (3)成本估算； (4)试制并确定生产工艺规程、不断完善。 第二章塑料成型的理论基础 1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？ 2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 晶态聚合物：Tm——Td；非晶态聚合物：Tf——Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。
高分子材料成型原理题库(简化)
高分子材料加工成型原理题库 一、填空： 1．聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的可模塑性，可挤压性，可纺性和可延性。 正是这些加工性，正是这些加工性质为聚合物材料提供了适于多种多样加工技术的可能性。 2．熔融指数是评价聚合物材料的可挤压性这一加工性质的一种简单而又实用的方法，而螺旋流动试验是评价聚合物材料的可模塑性这一加工性质的一种简单而又实用的方法。3．在通常的加工条件下，聚合物形变主要由高弹形变和粘性形变所组成。从形变性质来看包括可逆形变和不可逆形变两种成分，只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。 4．PS、PP、PVC、PC、HDPE、PMMA和PA分别是聚合物聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、高密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚酰胺的缩写。 5．聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生粘性形变，也有弹性效应，当Tg 第41卷第5期2012年5月 应用化工Applied Chemical Industry Vol．41No．5May 2012 收稿日期：2012-03-08修改稿日期：2012-03-19基金项目：山西省科技攻关项目（20100311117） 作者简介：龚吉安（1988－），男，浙江义乌人，太原理工大学在读硕士研究生，师从赵彦生教授，主要从事水溶性高分子材 料及塑料改性方面的研究。电话：132********， E －mail ：gja568429874@163．com 高吸水性树脂的发展及研究现状 龚吉安，李倩，赵彦生 （太原理工大学化学化工学院，山西太原030024） 摘要：高吸水性树脂是一种含有强的亲水性基团并具有一定交联度的功能高分子材料，来源丰富，用途广泛。概 述了高吸水性树脂的性能特征、吸水机理。重点介绍高吸水树脂在国内外的发展及研究现状，并对高吸水树脂的研究开发前景进行了探讨。 关键词：高吸水性树脂；吸水机理；研究现状中图分类号：TQ 638；TQ 324．9 文献标识码：A 文章编号：1671－3206（2012）05－0895－03 Development and research of super absorbent polymer GONG Ji-an ，LI Qian ，ZHAO Yan-sheng （College of Chemistry and Chemical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，China ） Abstract ：Super absorbent polymer is a kind of having hydrophilic group and cross-linked functional poly-mer material ，widely used in many fields such as sanitary goods ，sealing composites and medical drug-de-livery systems．Absorbing water mechanism and properties of super absorbent polymer were discussed．Research progress of different kinds of super absorbent polymers at home and abroad were introduced ，and the possible development in the future was predicated． Key words ：super absorbent polymer ；absorbent mechanism ；research current situation 高吸水性树脂是具有良好的吸液性能和保水性能的高分子聚合物的总称。能够迅速吸收并保持大量水分而又不溶于水的低交联度树脂，含有强吸水性基团的三维网络结构， 通过水合作用，快速地吸收自重十几倍乃至上千倍的水，是一类集吸水、保水、缓释于一体的功能高分子材料。高吸水性树脂与普通吸水材料， 如海绵、硅胶、活性炭和脱脂棉等相比，具有吸水倍率高、吸水速率快、保水能力强等优点，广泛用于农业园林、食品加工、土木建筑、医疗卫生、石油化工以及日用化工等领域［1-3］ ，并仍在向更广阔 的应用领域拓展。 1高吸水树脂的吸水机理 高吸水性树脂是由三维空间网络构成的高聚 物， 它的吸水既包含物理吸附，又包含化学吸附。Flory-Huggins 热力学理论［4］从聚合物凝胶内外离子浓度差产生的渗透压出发，导出了高吸水性树脂溶胀平衡时的最大吸水性。公式如下 ： 式中， Q 表示吸水倍率，V e /V 0表示交联密度，（1/2－x 1）表示对水的亲和力， i /V u 表示固定在树脂上的电荷浓度， S 表示外部溶液电解质的离子强度，V u 表示单体单元（结构单元）的摩尔体积。式中分子第一项表示渗透压，第二项表示和水的亲和力，此两项之和表示吸水能力。 林润雄等 ［5］ 在Flory- Huggins 热力学理论基础上， 利用溶液热力学理论和交联网络的弹性自由能，推导出如下公式 ： 式中，ρ2表示高聚物的密度，V 1表示溶剂的摩尔体积， M e 表示交联高聚物交联网络的大小，x 1表示交联高聚物与溶剂的相互作用参数。 1聚合物主要有哪几种聚集态形式？ 玻璃态（结晶态）、高弹态和粘流态 2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T 熔体粘度大，流动度小，熔融指数低；加工性能较差。分子量高的聚合物的力学强度和硬度等较高。 分子量较低的聚合物，流动度小，熔体粘度低，熔融指数大，加工流动性好。分子量较低的聚合物的力学强度和硬度等较低 4成纤聚合物的一般特性，纤维成型过程，纺丝液体的制备，工业生产主要纺丝成形方法。 1）分子量较高，分子间作用力（含强极性基团或氢键）较大；可制成强度好的纤维； 2）无较长支链、交联结构和很大的取代基团，为线型结构，结晶性较好，使拉伸取向结晶后，纤维的强度和模量较高。 3）分子量分布窄：低分子级份过多，纤维强度下降；高分子级份太多，熔体粘度急剧增大，出现凝胶型颗粒，难于拉伸取向。 4）溶解或熔融后，液体具有适度的粘度； 5）良好的热稳定。 纤维成形过程包括：液体纺丝及液体细流的冷却固化过程 纺丝液体的制备：成纤聚合物的熔融/成纤聚合物的溶解：溶剂同高聚物相互扩 高吸水性树脂的制备 ：伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各面的应用。对高吸水性树脂的合成法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离 高吸水性树脂市场概况 高吸水性树脂(SAP)是一类含有亲水基团和交联结构的大分子。最早由Fanta等人采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化而制得。由于丙烯腈毒性较大，后来日本研究人员采用丙烯酸代替丙烯腈，用丙烯酸与淀粉直接进行接枝聚合制得高吸水性树脂。聚丙烯酸系高吸水性树脂具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、产品吸水能力强、保质期长等一系列优点，目前已成为高吸水性树脂的主要品。 随着纸尿布、卫生巾和失禁垫等卫生用品需求的增长，高吸水性树脂已成为人们日常生活不可或缺产品的原料，人口老龄化时代的到来为高吸水性树脂打开了更加广阔的市场。无论是在美国、欧洲和日本等工业化国家和地区，还是在中国、印度和巴西等新兴经济体市场，高吸水性树脂的消费都保持高增长趋势。 纸尿布、卫生巾和失禁垫等卫生用品方面的应用占到高吸水性树脂需求的90%以上，而且成人失禁垫需求增长速度比婴儿尿布增长速度更快。表1是近年全球高吸水性树脂的市场需求情况，预计到2013年将达到200万吨以上。 表1 全球SAP产能及消费增长 产能(万吨/年) 消费(万吨/年) 2006 156 145 2007 165 153 2008 172 160 2009 178 165 2010 208 187 2011 214 - 2013 - >200(预计) 在日本、西欧和美国等工业化国家和地区，随着人口老龄化速度加快，高吸水性树脂需求近年来年均增长速度约为5%。 目前，中国大陆的高吸水性树脂装置总产能达到了27.5万吨/年，虽然生产能力已超过需求，但是随着中国老龄化社会的到来，中国市场仍有巨大的潜在需求，将逐渐消化过剩的产能。为了满足不断增长的需求，中国高吸水性树脂生产商正努力扩大生产，其中一些厂家一直保持满负荷生产，并考虑进一步扩能。目前，中国高吸水性树脂的需求仍在以每年15%～20%的速度增长。 高吸水性树脂在印度、巴西和其他经济快速增长国家的需求也在快速增长。虽然目前全球经济衰退对这些新兴经济体国家带来的冲击很大，但毫无疑问，这些国家未来将继续推动世界高吸水性树脂需求增长。 目前，日本厂商正引领世界高吸水性树脂生产的发展。日本触媒公司、住友精化公司和三大雅聚合物有限公司生产能力分别为47万吨/年、19.1万吨/年和19万吨/年，日本公司的总产能达81.6万吨/年，约占全球高吸水性树脂总产能的40.3%。 日本触媒是世界第二大高吸水性树脂生产公司，生产基地遍及日本、美国、欧洲和中国。 日本触媒公司2012年2月份宣布，日触化工(NSC)张家港将投资5600万美元扩建超吸水性树脂(SAP)产能，使其张家港SAP装置产能从目前的3万吨/年增加到6万吨/年，扩建装置将于2014年7月投产。2011年7月日本触媒曾宣布其分支机构日触印尼公司(NSI)将在印尼建设9万吨/年SAP和8万吨/年丙烯酸装置。印尼的这两套装置均计划2013年8月投产。张家港和印尼SAP投产后，日本触媒SAP装置总产能将达到59万吨/年(其中日本32万吨/年，海外27万吨/年)。 名称：2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1.（ B ）属于化学合成高分子。 a. 甲壳素 b. 聚乳酸 c. 淀粉 d. 细菌纤维素 2.（ D ）属于高性能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.碳纤维 3.（ D ）属于功能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.导电纤维 第二章 一、选择题 1.“溶解度参数相近原则”适用于估计（B ）的互溶性。 A.非极性高聚物与极性溶剂 B. 非极性高聚物与非极性溶剂 C.极性高聚物与极性溶剂 D. 极性高聚物与非极性溶剂 2．纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征，（）温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a. 下临界混溶温度升高 b. 上临界混溶温度升高 c. 下临界混溶温度降低 d. 上临界混溶温度降低 二、简答题 1. 简述聚合物熔融的主要方法。 2. 简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答：(1)装在机筒外壁的加热器，使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜被强制刮下来移走，而使熔融层受到剪切作用，使部分机械能转变为热能。 3.简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答：聚合物溶剂的选择原则： （1）聚合物和溶剂的极性相近 规律相似相溶：聚合物和溶剂的极性越接近，越容易互溶。 （2）溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂，只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 （3）高分子-溶剂相互作用参数（哈金斯参数）…Χ1 Χ1越小，溶剂的溶解能力越大，一般Χ1＜0.5为良溶剂。 4.聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿和四氢呋喃接近，但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1．在聚合物物理改性的混合过程中，其混合机理不包括（ B ）作用。 a. 剪切 b. 弯曲 c. 拉伸 d. 分流、合并和置换 二、简答题 1.简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。 高吸水性树脂行业发展概况及产品性能介绍一、高吸水性树脂的概念高吸水性树脂（Super Absorbent Resin，简称SAR）是一种典型的功能性高分子材料，具有许多亲水性功能基团而又轻微交联的不溶于水而又有极高吸水性的功能高分子化合物，能够吸收并保持超过自身重量数百倍甚至上千倍的水份或数十倍的盐水，通常又称为“高吸水性聚合物（Super Absorbent Polymer，简称SAP）”、“吸水性高分子材料”、“吸水性高分子树脂”或者“超强吸水剂”等。高吸水性树脂(SAP)具有独特的体型网状结构，从而也赋予了它超强的吸水能力，而且吸水速度快，保水性能好等，即使受到外加压力也很难将吸收水分分离出来，并且具有一定的弹性，因此在卫生用品领域得到了极其广泛的应用，占整个SAP消费量的比例最大，市场消费量仍在逐年增大。二、国外SAP行业发展状况11>. SAP生产发展状况SAP 是1969年由美国农业部北方研究所发现，1978年由日本三洋化成公司开始工业化生产。随后，美国凯姆代尔(Chemtal1)、陶氏化学(Dow Chemica1)，日本住友精化(Sumitomo)、触媒化学公司(Nippon Shokubai)、德国斯托克豪森(Stockhausen)及法国阿托(Atochem)等数十家公司先后投产。1980年，世界SAP的生产能力不足0．5万吨/年，1989年升至21万吨/年，1998年发展到85万吨/年，现已达到175万吨/年以上。当前，日本厂商正引领世界SAP生产的发展。日本触媒、三大雅精细化学品有限公司(三洋化学公司和三菱化学公司以60：40股份组成的合资公司)和住友化学公司生产能力分别为47万吨/年、18．5万吨/年和15．5万吨/年，日本总生产能力达到81万吨/年，产量约占全球SAP总产量的60%。其它主要厂商包括赢创德固赛、巴斯夫、韩国科隆化工和中国台湾台塑集团。日本触媒是世界第一大SAP生产公司，生产基地遍及日本、美国、欧洲和中国；三大雅精细化学品有限公司也正在扩大日本和中国的生产能力，其位于江苏1 / 11 南通的产能已扩至6万吨/年；同样，日本住友化学在2008年3月收购了法国阿科玛的1．5万吨/年SAP业务，并以此进入欧洲市场，另外该公司在日本拥有8．5万吨/年产能，新加坡生产能力5．5万吨/年，该公司现有总产能达到15．5万吨/年。目前，世界主要SAP生产商具体情况见下表。目前世界主要SAP生产商及生产能力生产商生产能力（万吨/年）日本触媒公司日本32.0 美国 6.0 欧洲 6.0 中国 3.0 小计47.0 赢创德固赛公司美国21.5 欧洲18.6 小计40.1 巴斯夫公司美国18.0 比利时17.5 德国2.5 泰国2.0 小计40.0 圣地亚精细化学品公司日本12.5 中国 6.0 小计18.5 住友精化日本8.5 法国1.5 新加坡5.5 小计15.5 台塑集团台湾4.0 中国3.0 小计7.0 韩国科隆公司韩国7.0 全球合计175.1 2 / 11 另外，巴斯夫宣布到2012年将新增SAP产能7万吨/年，将对美国德克萨斯州Freeport和比利时安特卫普的SAP厂进行扩能改造，由此将增加冰丙烯酸市场需求量，巴斯夫还计划在中国与中石化合作新建16万吨/年丙烯酸厂，并考虑建下游的SAP装置，可行性研究将于2012年完成；（补充资料）扬巴公司年产6万t超吸水性树脂项目开工奠基，2012年5月24日，扬巴公司新建年产6万吨超吸水性树脂项目(SAP)举行奠基仪式。该项目是扬巴公司丙酸类项目发展规划的一部分，预计2014年初建成投产。此次建设的年产6万吨的SAP装置，以扬巴公司自有丙烯酸为主要原料，依托现有公用工程，坚持“一体化”，以自有原料向下游延伸，体现了绿色、节能、环保的基本精神和发展理念。鉴于该产品这种特殊性能，该产品主要用于儿童“尿不湿”，占据80％的消费量；此外还用于妇女卫生用品、海底电缆、成人生理失禁产品、农林保湿等领域，其高端产品目前国内仍供应不足。日本触媒公司计划于2012年在美国再建立一套6万吨/年的SAP装置，并计划于2013年在澳洲建立一套3万吨/年的SAP装置；沙特国家工业化公司(TASNEE)正在建设一套23万吨/年丙烯酸装置，部分产品将供应下游与德国赢创合资的8万吨/年SAP装置作为原料，SAP装置计划于2013年初高吸水性树脂的发展及研究现状_龚吉安
高分子材料成型加工原理期末复习重点
高吸水性树脂的制备
高吸水性树脂市场概况
高分子材料成型原理期末复习资料全解
高吸水性树脂行业发展概况及产品性 能介绍