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波音757 AV8B 鹞式飞机
内容概要 • 功能高分子材料简介 • 几种类型的高分子材料 导电高分子 可降解高分子 • 高分子吸附剂 高分子功能膜 生物医用高分子
什么是功能高分子? 一般说来,利用其力学性能的高分子,称为一般高分子,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等;而利用力学性能以外性能的高分子,叫做功能高分子。功能高分子(FP,Functional Polymer)一般带有官能团,化学结构较复杂,因此,难以按化学结构来分类,一般按照其功能来分类。
2.物理功能 导电性高分子(包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体)、高介电性高分子(包括高分子驻极体、高分子压电体)、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等; 按照功能来分类: 1.化学功能 离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等
4.生物、医用功能 抗血栓、控制药物释放和生物活性等 3.复合功能 高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等
从制造和结构的角度考虑: 结构型功能高分子 复合型功能高分子 按照功能特性通常可分成以下几类: (1)分离材料和化学功能材料 (2)电磁功能高分子材料 (3)光功能高分子材料 (4)生物医用高分子材料
导电高分子材料 掺杂聚乙炔 2000年10月10日,瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖获得者,美国加利福尼亚大学的物理学家艾伦.J.黑格教授、美国宾夕法尼亚大学的化学家艾伦.G.马克迪亚米德教授和日本筑波大学的化学家白川英树教授,因为他们发现了导电塑料。
复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。 复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种: 一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混; 另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。
炭黑是天然的导电材料,其体积电阻率约为0.1~100Ω·cm-1。它不仅原料易得,导电性持久稳定,而且可以大幅度调整复合材料的电阻率(1~108Ω·cm-1)。由炭黑填充制成的复合型导电高分子是目前用途最广、用量最大的一种导电高分子材料。炭黑是天然的导电材料,其体积电阻率约为0.1~100Ω·cm-1。它不仅原料易得,导电性持久稳定,而且可以大幅度调整复合材料的电阻率(1~108Ω·cm-1)。由炭黑填充制成的复合型导电高分子是目前用途最广、用量最大的一种导电高分子材料。 金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑填充的情形相类似。但由于纤维状填料的接触几率更大,因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。
结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质,一般由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。 离子型导电高分子通常又叫高分子固体电解质,其导电时的载流子主要是离子。 电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料,导电时的载流子是电子(或空穴),这类材料是目前世界上导电高分子材料研究开发的重点。
导电高分子是由含电子的共轭高聚物通过化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。导电高分子是由含电子的共轭高聚物通过化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。 与金属和半导体相比较,导电高分子的电学性能具有如下特点: (1)通过控制掺杂度,导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。目前最高的室温电导率可达105S/cm,它可与铜的电导率相比,而重量仅为铜的1/12; (2)导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向电导率随拉伸度而增加,而垂直拉伸方向的电导率基本不变,呈现强的电导各向异性; (3)尽管导电高分子的室温电导率可达金属态,但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性,而服从半导体特性; (4)导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子,也不同于半导体的电子或空穴,而是用孤子、极化子和双极化子概念描述。
对于导电高分子来说,掺杂的概念不同于常见的无机半导体。以单晶硅为例,每个硅原子有四个价电子,若晶格中有一个硅原子被一个仅具有三个价电子的硼原子取代后,由于硼原子是缺电子的,无论硅与硼之间是否发生电子转移,在晶格中都有一个正的“空穴”,这即所谓p掺杂;反之,若晶格中有一个硅原子被一个具有五个价电子的磷原子取代后,该格点上就比别的格点多出一个电子,这即所谓n掺杂。对于导电高分子来说,掺杂的概念不同于常见的无机半导体。以单晶硅为例,每个硅原子有四个价电子,若晶格中有一个硅原子被一个仅具有三个价电子的硼原子取代后,由于硼原子是缺电子的,无论硅与硼之间是否发生电子转移,在晶格中都有一个正的“空穴”,这即所谓p掺杂;反之,若晶格中有一个硅原子被一个具有五个价电子的磷原子取代后,该格点上就比别的格点多出一个电子,这即所谓n掺杂。
导电高分子的掺杂则是通过氧化还原反应实现的。掺杂的方式主要有两种:导电高分子的掺杂则是通过氧化还原反应实现的。掺杂的方式主要有两种: 化学掺杂法,即通过加入第二种不同氧化态的物质,使之与聚合物接触并反应; 电化学掺杂法,即聚合物作为电极,掺杂剂作为电解质,在通电条件下使聚合物链发生氧化还原反应而直接改变其荷电状态。 前者简单易行,有利于了解掺杂前后聚合物结构与性能的变化;后者时间短,效率高,易于得到导电聚合物薄膜。除此之外,还有诸如酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注入掺杂等方法。
掺杂对于电子导电聚合物导电能力的改变具有非常重要的意义,其导电性能往往会增加几个数量级。掺杂过程中,掺杂剂分子插入聚合物分子链中,通过两者之间氧化还原反应完成电子转移过程 p型掺杂剂——在掺杂反应中作为电子的接受体。 卤素:Cl2,Br2,I2,IBr等; 路易斯酸:PF5,AsF5,BF3,SbF5等; 质子酸:HF,HCl,HNO3,ClSO3H等; 过渡金属卤化物:NbF5,TaF5,MoF5,ZrCl4,TeI4等; 过渡金属化合物:四氰基乙烯(TCNE), 四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ),四氯对苯醌、二氯二氰代苯醌(DDQ)等。 n型掺杂剂——在掺杂反应中作为电子的给予体。 常见的有碱金属:Li,Na,K等;在电化学掺杂中常用R4N+,R4P+(R=CH3,C6H5等)
p型掺杂是由于导电高分子的部分氧化,即: x 聚合物 (聚合物+y)x + (xy)e- n型掺杂则是由于导电高分子的部分还原,即: x聚合物+ (xy)e- (聚合物-y)x 上述过程可通过电化学或化学方法完成。为了维持电中性,p型掺杂和n型掺杂都必须提供一个对离子,如 (聚合物+y)x + (xy)A-(聚合物+y)A-yx (聚合物-y)x + (xy)M+M+y(聚合物-y) x
导电高分子具有下列特点: (1)与金属相比,重量轻; (2)成型性好,用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其纤维化、薄膜化,制成涂料,以及得到人们所需要的其他形状,而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜,以其大的面积/厚度比来补偿它的电导率较低的不足; (3)易于合成和进行分子设计、材料设计,从而能较好地满足科学技术对这类功能材料提出的各种要求; (4)原料来源广
应用: • 电磁波屏蔽 • 随着各种商用和家用电子产品数量的迅速增加,电磁波干扰已成为一种新的社会公害,对电子仪器、设备进行电磁波屏蔽是极为重要的。直接使用混有导电高分子材料的塑料做外壳,因其成形与屏蔽一体,较其他方法,如使用太重又不方便的金属板作外壳、在塑料外壳上涂一层金属或含有碳粉、碳纤维的导电涂料、通过电镀金属将外壳覆盖等等更为方便。
电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等) • 导电高分子材料在掺杂状态具有半导体或金属的电导性,去掺杂时表现为绝缘体或半导体,而原来禁带宽度较大的仍为绝缘体,所以可以利用这些性质来制作各种类型的元件成为二极管、晶体管及场效应晶体管等具有非线性电流-电压特性的电子元件。 • 微波吸收材料 • 由于可以对导电高分子的厚度、密度和导电性进行调整,从而可以调整微波反射系数、吸收系数,其吸收系数可达105•cm-1。导电高分子作为微波吸收材料,其薄膜重量轻、柔性好,可作任何设备(包括飞机)的蒙皮。
隐身材料 • 所谓隐身材料是指能够减少军事目标的雷达特征、红外特征、光电特征及目视特征的材料的总称。由于雷达是军事目标侦查的主要手段,所以雷达波吸收材料的研制是关键。自从导电聚合物的出现,其作为新型的雷达波吸收材料成为研究的热点。美国、日本、法国、印度及中国相继开展了导电聚合物雷达波吸收材料的研制,尤其是美国空军投资开发的高聚物雷达波吸收材料,为隐身战斗机和侦察机制造“灵巧蒙皮”的设想和计划奠定了基础,进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的发展。
可降解高分子材料 可降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下,使其化学结构在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终成为可被环境所消纳的高分子材料。
淀粉添加剂 生物降解 天然大分子 合成聚合物 添加光敏剂型 降解高分子 光降解 化学合成 光生物双降解 氧化降解 复合降解
(1)生物降解高分子 生物降解高分子材料是指在自然界微生物或人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,可使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。
添加型淀粉塑料和橡胶,其生产方法是将淀粉以非偶联方式与现行塑料(PE、PP、PS和PVC等)共混,淀粉含量一般为7%-15%。美国的Goodyear公司宣布试销含有部分淀粉填料的轮胎,该填料可以降低轮胎的滚动阻力和重量,还有利于环境保护。添加型淀粉塑料和橡胶,其生产方法是将淀粉以非偶联方式与现行塑料(PE、PP、PS和PVC等)共混,淀粉含量一般为7%-15%。美国的Goodyear公司宣布试销含有部分淀粉填料的轮胎,该填料可以降低轮胎的滚动阻力和重量,还有利于环境保护。 但是添加型淀粉塑料和橡胶的主要成分仍是石油基类聚合物(PE、PP、PS、PVC等),很快降解的部分主要是淀粉,剩余的树脂降解仍需几百年。严格地讲,添加淀粉的可降解塑料不具备降解机理和功能,所以该类产品已不再受欢迎。
热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料,意大利研制出一种淀粉含量为70%的可降解材料,所使用的树脂是无毒的,分子量在5000~50000,它与淀粉直接交联或产生间接物理作用,从而形成一连续相。此种合金有良好的成型性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能,缺点是有亲水性,不宜用于食品包装而且价格较高。热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料,意大利研制出一种淀粉含量为70%的可降解材料,所使用的树脂是无毒的,分子量在5000~50000,它与淀粉直接交联或产生间接物理作用,从而形成一连续相。此种合金有良好的成型性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能,缺点是有亲水性,不宜用于食品包装而且价格较高。 德国的Battele研究所开发出了淀粉含量为90%的降解塑料,可作为包装材料使用,以聚氯乙烯为取代目标。美国开发了一种热塑性淀粉材料,是以变性淀粉为主,且配有少量其它生物降解性添加剂的天然聚合物材料,淀粉含量高达90%~100%,材料的性能类似于聚苯乙烯,可完全生物降解,且降解可控,产品广泛用于医用器材、包装材料。
化学合成型生物降解高分子:该类生物降解高分子材料多是在分子结构中引入酯基结构的聚酯。工业化的有聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)。PLA在医学领域内被认为是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制备工艺、成本的限制,该类材料的研究起步较晚,但越来越受到重视。由于可完全降解,所以应用前景较好,但是降解机理仍不完全清楚。化学合成型生物降解高分子:该类生物降解高分子材料多是在分子结构中引入酯基结构的聚酯。工业化的有聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)。PLA在医学领域内被认为是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制备工艺、成本的限制,该类材料的研究起步较晚,但越来越受到重视。由于可完全降解,所以应用前景较好,但是降解机理仍不完全清楚。
微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料,主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖,此种产品的特点是能完全生物降解。微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料,主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖,此种产品的特点是能完全生物降解。 研究发现,有许多可用于合成微生物聚酯的细菌,一般发酵底物是C1-C5的化合物。聚β-羟基丁酸酯(PHB)是细菌与藻类的贮存产物,70年代由英国ICI公司开发成功并进行生产,可以完全生物降解,但力学和热学性能不佳。为了改善这一点,另一家公司开发了β-羟基丁酸与β-羟基戊酸(HV)的共聚物,得到了性能良好,可完全生物降解的高分子材料。0.025mm厚的PHB或PHB-HV膜在海水中6周已穿孔,堆肥7周可降解70%~80%。PHB-HV可以制成瓶、膜和纤维,应用广泛。
(2)光降解高分子 在制备塑料时,通过向塑料基体中加入光敏剂,使其在光照条件下可诱发光降解反应,此类塑料称为光降解塑料。 光降解引发剂有很多种,包括过渡金属的各种化合物,如:卤化物、乙酰基丙酮酸盐、二硫代氨基甲酸盐、脂肪酸盐、羟基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其它一些聚合物。
不同寿命的降解高分子材料还可以通过改变Ni,Co等稳定二硫代氨基甲酸盐和Fe,Cu等二硫代氨基甲酸盐的比例得到。此外联二茂铁也可以引发光降解反应,其降解速度与光敏剂含量有关。在自然条件下测试出光敏剂含量与降解速度的曲线,就可以根据该材料的使用期限选择适当的用量。不同寿命的降解高分子材料还可以通过改变Ni,Co等稳定二硫代氨基甲酸盐和Fe,Cu等二硫代氨基甲酸盐的比例得到。此外联二茂铁也可以引发光降解反应,其降解速度与光敏剂含量有关。在自然条件下测试出光敏剂含量与降解速度的曲线,就可以根据该材料的使用期限选择适当的用量。 除了以上光降解高分子外,还有一类重要的合成光降解高分子,即通过共聚反应将羰基型感光基团引入高分子链而赋予其光降解特性。光降解活性的控制则是通过改变羰基基团含量来实现。已经工业化的此类合成光降解高分子有乙烯-乙烯酮共聚物和乙烯-CO共聚物。
(3)光和生物双降解高分子 光-生物双降解高分子材料,具有光、生物双降解功能,它将光敏剂体系的光降解机理与淀粉的生物降解机理结合起来,一方面可以加速降解,另一方面可以利用光敏剂体系可调的特性达到人为控制降解的目的。 光降解和生物降解的结合不仅提高了材料降解的可控性,而且还克服了单纯光降解材料在阳光不足或非光照条件下难降解以及单纯淀粉塑料在非微生物环境条件下难降解的问题。
生物降解高分子材料的一大应用领域是在农业上。在适当的条件下,可生物降解高分子材料经有机降解成为混合肥料,或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子材料,其降解产物不但有利于植物生长,还可改良土壤环境。生物降解高分子材料的一大应用领域是在农业上。在适当的条件下,可生物降解高分子材料经有机降解成为混合肥料,或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子材料,其降解产物不但有利于植物生长,还可改良土壤环境。 降解高分子当前存在的问题主要是价格昂贵,难以推广利用。淀粉填充型塑料降而不解,生物降解塑料的用后处理需要全面的堆肥建设。另外,降解塑料自身技术如更合理的工艺配方、准确的降解时控性、用后快速降解性、彻底降解性以及边角料的回收利用技术等还有待进一步提高和完善。
高分子吸附剂 吸附剂的分类: (1)非离子型高分子吸附剂 非离子型吸附树脂主要是指在分子结构中不包含离子性基团,主要依靠分子间范德华力进行吸附的高分子树脂。它主要用在色谱分离中作为载体和固定相、环境保护中作为污染物富集材料、动植物中有效成分的分离提取与纯化过程中。非离子型高分子吸附剂品种较多,根据极性大小,可以分成非极性、弱极性、中等极性和强极性四种。按照聚合物骨架类型,可分成聚苯乙烯型、聚丙烯酸型等。
(2)金属阳离子配位型吸附剂 金属阳离子配位型吸附剂又称为高分子螯合剂,是一类重要的功能高分子。其特征是高分子骨架上连接有能够对金属离子进行配位的螯合功能基,对多种金属离子具有选择性螯合作用,因此这类吸附树脂能够浓缩和富集各种金属离子。 作为吸附剂使用的高分子螯合剂主要有两类:一类是合成型高分子螯合树脂;另一类是天然高分子螯合剂。
具有螯合功能的高分子需要满足两方面的要求:具有螯合功能的高分子需要满足两方面的要求: 首先是要含有配位基团,其次是配位基团在高分子骨架上排布合理,以保证螯合过程对空间构型的要求。 螯合基团是一类含有多个配位原子的功能基团,目前最常见的配位原子是具有给电子性质的第五族到第七族元素,主要是O、N、S、P、As、Se等。
(3)离子型吸附树脂 这种高分子材料的骨架中含有某些酸性或碱性基团,在溶液中解离后分别能够与阳离子或阴离子通过静电引力结合生成盐,其中最常见的是离子交换树脂。离子型吸附树脂主要有两部分结构:一部分是高分子骨架,其作用是担载离子交换基团以及为离子交换过程提供必要的空间和动力学条件;另一部分是离子交换基团,它是离子交换能力和吸附选择性的决定因素。根据聚合物骨架上所带离子交换基团的性质不同,可以分成强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型、酸碱两性和氧化还原几种。另外一种使用更为广泛的分法是根据树脂所交换离子的荷电特征分成阳离子型和阴离子型。
离子型吸附树脂的主要功能之一是对相应的离子进行离子交换,交换次序取决于离子交换基团与被交换离子的亲和能力的差异,而这些差异又取决于多种因素,例如离子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。离子型吸附树脂的主要功能之一是对相应的离子进行离子交换,交换次序取决于离子交换基团与被交换离子的亲和能力的差异,而这些差异又取决于多种因素,例如离子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。 一般来说,由于使用目的和条件的不同,对离子型吸附树脂有不同的具体要求:a.良好的稳定性;b.良好的耐溶剂性质;c.良好的机械性能;d.具有一定的离子交换容量;e.对特定离子应具有选择性吸附能力;f.具有较大的比表面积、适宜的孔径和孔隙率。
吸水性高分子吸附剂: 高吸水性树脂的研究始于60年代,世界上最早开发的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产物,即在淀粉上接枝丙烯氰然后水解而成。 按原料组成分: 改性的天然高分子(包括淀粉类和纤维素类) 全人工合成的高分子(包括聚丙烯酸系树脂、聚丙烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚环氧乙烷系树脂等) 通常情况下,纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比淀粉类树脂低,但是吸水速度快是其特点之一,在一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。
高吸水性树脂的结构特征: a.分子中具有强亲水性基团,如羟基、羧基,能够与水分子形成氢键; b.树脂具有交联结构; c.聚合物内部具有较高的离子浓度; d.聚合物具有较高的分子量
吸油性高分子: 高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料,对于不同种类的油,少则可吸自重的几倍,多则近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力强,在工业的废液处理以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。
高吸油性树脂的结构特征: 高分子之间形成一种三维的交联网状结构,材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基的链段和油分子的溶剂化作用,高吸油性树脂发生膨润。基于交联的存在,该树脂不溶于油中。由此可见,交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有密切关系。
当将高吸油性树脂投入油中时,刚开始是分子扩散控制,当一定量的油分子进入后,油分子和高分子链段发生溶剂化作用,此时由于油分子进入得还比较少,尚不足以使高分子链段伸展开,实际上仍然卷曲缠结着,因此仍然是分子扩散控制;当油分子进入足够多,溶剂化作用也足够强了,链段伸展开来,网络中只有共价键交联的交联点存在,这时才开始是由热力学推动力推动(即由热力学不平衡态向平衡态方向进行)。当高分子充分溶胀,从高分子弹性力学模型可知,高分子链伸展到一定程度会慢慢回缩,即存在弹性回缩力,最终达到热力学平衡态。当将高吸油性树脂投入油中时,刚开始是分子扩散控制,当一定量的油分子进入后,油分子和高分子链段发生溶剂化作用,此时由于油分子进入得还比较少,尚不足以使高分子链段伸展开,实际上仍然卷曲缠结着,因此仍然是分子扩散控制;当油分子进入足够多,溶剂化作用也足够强了,链段伸展开来,网络中只有共价键交联的交联点存在,这时才开始是由热力学推动力推动(即由热力学不平衡态向平衡态方向进行)。当高分子充分溶胀,从高分子弹性力学模型可知,高分子链伸展到一定程度会慢慢回缩,即存在弹性回缩力,最终达到热力学平衡态。
吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料,从外观形态上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料,从外观形态上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。 • 吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响,还与使用环境关系密切: • 温度因素 • (2)树脂周围的介质 流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的扩散系数等
在农业方面,由于具有惊人的吸水能力,常常作为农用保水剂,施用于土壤中时吸收的水分可以被植物吸收利用,并能在作物根系周围形成一个局部湿润的环境,对作物来说相当于一个微型水源。在沙漠和荒漠中进行绿化,高吸水性树脂能够发挥非常重要的作用。在农业方面,由于具有惊人的吸水能力,常常作为农用保水剂,施用于土壤中时吸收的水分可以被植物吸收利用,并能在作物根系周围形成一个局部湿润的环境,对作物来说相当于一个微型水源。在沙漠和荒漠中进行绿化,高吸水性树脂能够发挥非常重要的作用。 水果、蔬菜在一般条件下难以保鲜,用高吸水性树脂开发出一种可调节水分的包装薄膜,用于包装果蔬,可在一定程度上调节局部体系的气氛、湿度,从而控制水果、蔬菜的呼吸代谢。
建筑方面,将高吸水性树脂与其他高分子材料混合后,可以加工成止水带,在土建工程中是理想的止水材料。利用吸水膨胀性能,添加到其他建筑材料中,可以作为水密封材料,用于堵漏。建筑方面,将高吸水性树脂与其他高分子材料混合后,可以加工成止水带,在土建工程中是理想的止水材料。利用吸水膨胀性能,添加到其他建筑材料中,可以作为水密封材料,用于堵漏。 卫生用品制造方面是应用最早,也是现在使用量最多的领域之一。采用高吸水性树脂可以将妇女卫生经做的更薄,保水效果更好,提高运动自由度和着装感;做成纸尿裤,由于锁住水分,感觉更舒适。 在医疗方面,吸水树脂凝胶可抑制血浆蛋白质和血小板的粘着,因而可作抗血栓材料。另外用高吸水性树脂制成的人工肾过滤材料,可以调节血液中的水分含量。
三废处理 由于高吸油性树脂的密度低,可以浮在水面上,因而处理水面浮油效果非常好,特别是对海洋石油以及运输泄漏非常有效。当和其它材料组合形成的复合材料,如用无纺布包覆粒状固体(形状可调节),可以替代传统的吸油垫,如聚丙烯垫、聚苯乙烯垫等。也有直接应用树脂粒子的悬浮液,粒状固体水浆(浓度50%~60%),从油水混合体系中分离除去油,将工业污水经过处理后再排放到江湖中。