什么是高分子吸水剂
化学先生 / 2019-05-16
市场上出现“小儿尿不湿”后,人们都感到很惊奇,不知它是一种什么材料做成的,竟有如此好的吸水魔力。我们知道,通常使用的干剂很多如生石灰、无水氯化钙、浓硫酸等,但它们的吸水能力都比较低。最近几年来,研制出一种高吸水材料,它可以在几分钟内吸收相当于自身重量几百倍乃至上千倍的水,也可吸收相当自身重量几十倍的电解质水溶液、尿、血液等,向且当受到外界压力时也不会失去吸收的水这种神奇的材料叫高分子吸水剂。最早它是用淀粉经过化学处理以后制成的。高分子吸水材料选用的是不溶于水的支链淀粉经过化学加工后,使其分子链盘结成固状结构。因为淀粉分子是由许多葡萄糖分子键合起来的,而葡萄糖分子有多个亲水基团,因此当这种高分子吸高分子吸水剂水材料遇到水时,分子链内部的亲水基团对水有特殊的亲和作用,水分子就个个地往里钻。淀粉的分子链迅速伸长、舒张,把水分子包围固定在里面,形成网状结构。正像用网兜装苹果那样,表面看网兜不大,可打开后能装很多苹果。这种吸水材料可吸水达自身重量的几百倍至1000倍。高吸水材料,也可用人工合成方法制得,主要是聚丙酸盐类、聚乙烯醇类和聚环氧乙烷类等。这类树脂之所以具有大量吸水本领,主要是它们有三度空间网状结构,并且和淀粉一样具有众多的亲水基团。
当它们遇到水后,高分子网状结构膨润、张展,渗透进入的水分子便可以与众多的亲水基相结合。因此研究设计合成具有亲水能力的基,以及增大网结构孔径,增长交联链的长度,是提高树脂吸水速度和吸水能力的重要途径。这些高分子吸水材料已在农业、林业、医药卫生等方面得到了广泛应用。例如,用它制成“吸水土”,在春早或干早地区拌种下地,可以保证种子出苗与生长。过去,我国黄土高原上植树很困难,现在在树苗根部放入一些吸足水的高分子材料,就如同为其建造了一座小水库。现在,市场上卖的高吸水尿布和妇女用的卫生中,就是用这类吸水材料和无纺布混合制成的,一块婴儿尿布可反复使用。在医疗卫生方面可做人工玻璃体、缓释药物的载体以及人工脏器材料等。若用它调制成皮肤用的药膏,擦在患处,则无油感,保持湿润,可延长药效。世界上不仅出现了吸水大王,而且也出现了吸油大王该吸油大王,即人造吸油“海绵”。
据统计,全世界石油总产量中约有1/100流入海洋,平均每百平方米海面有1克石油港人。如何消除石油对海洋的污染,一直是科学工作者研究的重要课题。最近,日本触媒化学工业公司首创了高吸油性“海绵”、它可以吸附达自重25倍的各种油。该公司借鉴高吸水性树脂的技术诀窍,以丙烯类树脂作为吸油的原料,在制造工艺上着重于分子设计,供其在单体复合时,依靠分子间的张力将油吸附。它吸油量大,在油与水共存时,能有选择性地吸油。当发生原油泄漏时,只需根据原油泄漏量投入相应量的吸油“海绵”即可。吸足油的“海绵”以0.9左右的密度浮于水面,回收处理极为方便。“雷公打豆度。一物降一物。”人类可以利用掌握的化学知识和技术,设计制造出许多具有奇特功能的材料,以满足人类生产生活的需要。