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大慶市三星機械制造有限公司淺談高吸水性樹脂的應用

1.2 高吸水性樹脂的應用

1.2.1 高吸水性樹脂主要應用范圍

隨著高吸水性樹脂的研發的不斷深入 , 這一新型高分子材料的應用領域在迅速擴大 , 已滲透進了國民經濟的各個領域。

1   日常生活及衛生用品

高吸水性樹脂可用于嬰兒一次性尿布、宇航員尿巾、婦女衛生巾、餐巾、手帕、繃帶、脫脂棉、手術襯墊等;此外還可利用樹脂的緩釋性 , 用作香味劑和防臭劑的載體材料 , 達到芳香除臭的效果;利用增稠性 , 也可用于化妝品、洗滌劑、水性涂料等的增稠;用高吸水性樹脂作為插花的基材 , 可延長鮮花的鮮活期達 5天左右。

2   農業

在干旱地區或干燥季節 , SAP 可用作土壤保水劑 , 還用作苗木移植保水劑 ;SAP在農業保水劑使用中十分方便 , 可拌種、噴灑、穴施或調成糊狀浸種或浸泡根部。據資料顯示,在相同水肥條件下,使用保水劑可明顯增加作物產量,增幅達 10%30%,節水節肥 5%20%。在花卉等經濟作物上, 使用保水劑可明顯延長澆水時間 37 天,花蕾大,持續時間長,經濟效益高。在旱農實驗區開展的保水劑應用試驗。 結果顯示保水劑對保蓄雨水效果較好, 尤其促使了作物生長后期根區土壤水分的補充和提高。鳥取大學沙丘研究組在沙地 20cm深處敷放一層含有 0.1 0.3%吸水樹脂做保水劑的沙土 , 種植菠菜等五種蔬菜。 對比試驗表明 , 使用保水劑可提高收獲量23 倍。

3   工業

高吸水性樹脂可用作工業脫水劑和精密儀器的干燥劑、環保處理廢液的絮凝劑,城市污水處理和河道疏浚工程中 , 用于淤泥增稠固化 ; 在油田鉆探中 , 用作鉆頭的潤滑劑和泥漿的凝膠劑。

4   食品工業

高吸水性樹脂可用作包裝材料、保鮮材料、脫水劑、食品增量劑等 , 尤其在食品保鮮方面 , 效果比聚烯烴薄膜有效的多。

5   醫療衛生事業

高吸水性樹脂可用作能保持被測溶液的醫用檢驗試片;含水量大而使用舒適的外用軟膏;能吸收滲出液并防止感染化膿的治傷繃帶;能吸收血液和分泌物又保持呼吸暢通的鼻腔用塞子等;還利用其藥劑保持性而作緩釋藥物的基體;也可作人工腎臟的過濾材料 , 以調節血液的水分; 還可利用其成膜性 , 制成水氣透過性、細菌過濾性、 藥物保持性均優的人造皮膚; 利用其形成的水膜有良好的潤滑作用, 可用于胃鏡及作人工食道; 最重要的是可以用于人工器官 , 現已有聚甲基丙烯酸羥乙酯交聯皂化后直接用作隱形眼鏡的本體材料; 含有SAP 的人工腎臟具有良好的抗血栓性。

6   其它領域

高吸水性樹脂還可用作液相色譜固定相、紫外線吸收劑、鑄造粘合劑、船艙吸濕劑、電池陽極膠化劑、造紙施膠劑、纖維吸濕劑、酶固定劑、消防凝膠涂料、遇水膨脹玩具、頂板材料、農藥載體等。

5 高吸水性樹脂的應用

高吸水性樹脂作為一種有機新型功能高分子材料,其應用領域已經涉及多個行業,如衛生用品、醫藥用品、農業等領域,正逐漸成為國民經濟和人們日常生活中不可缺少的功能材料。

5.1 衛生用品

高吸水性樹脂在生理衛生用品方面的應用是比較成熟的一個領域,也是目前最大的市場,約占總量的 80% ,如嬰兒襁褓、紙尿布、婦女衛生巾、衛生棉、止血栓、生理棉、汗毛巾等產品中都可以應用高吸水性樹脂。 另外, 如手術墊、 手術手套、 手術衣、 手術棉、 貼身襯衫、內褲、鞋墊等一些生理用品中也廣泛用到高吸水性樹脂。 以前的研究主要集中在高吸水性樹脂衛生用品性能的改善方面, 而目前的研究重點主要集中在衛生材料的輕薄型、 較高的接觸干燥性、最低的漏出率, 對皮膚無刺激, 具有抗菌、殺菌作用及長時間的吸水能力和長時間使用不折皺的效果等方面。尹國強等 [30-31] 采用反相懸浮聚合法合成了具有殺菌性能的高吸水性樹脂, 對金黃色葡萄球菌、 大腸桿菌和白色念珠菌等微生物菌株均有殺滅和抑制作用。樹脂中季銨基團的含量越高,樹脂的抗菌效果越好,大大提高了衛生保障的效果。

5.2 農林園藝及荒漠化治理

高吸水性樹脂不但吸水性、保水性極為優良,而且其在土壤中形成團粒結構,使土壤白天和晚上的溫差縮小,同時還能吸收肥料、農藥,防止肥料、農藥以及水土流失,并使其緩慢釋放,增強了肥料、農藥的效果,并大大提高了抗旱能力。目前,高吸水性樹脂在農藝園林方面的應用還非常有限,主要原因是它的成本較高,而且在土壤中的吸水能力不夠,反復使用性較差。高吸水性樹脂在這方面的應用還具有較大的潛力,今后應重點開發高吸水、保水并能反復使用而且成本較低的高吸水性樹脂,并應進一步加強利用高吸水性樹脂改良干旱貧瘠土壤,特別是改造沙漠方面的研究 [32]

5.3 生物醫藥

高吸水性樹脂在生物體中的適應性已經有不少學者進行了研究。結果表明:某些合成和半合成的高吸水性物質,具有一定的生物適應性 [33-34] 。利用高吸水性材料具有極強的吸水性和保水性的特性, 可制成和生物體含水量相近的各種組織材料, 而且醫藥吸水性材料吸水后形成的凝膠比較柔軟,具有人體適應性,對人體無刺激性、無副反應、不發生炎癥、不引起血液凝固等, 這些都為其在醫藥上的應用創造了條件。 近年來, 高吸水性樹脂已被廣泛應用于醫藥醫療的各個方面: 用于制備吸收手術及外傷出血和分泌液、 并可防止化膿的醫用繃帶、棉球和紗布等; 用于接觸眼鏡、 人體埋入材料、保溫保冷材料等醫療用品; 用于制造人工玻璃體、人工角膜、人工皮膚、人工血管、人工肝臟、人工腎臟等人工器官;用于保持部分被測液的醫用檢驗試片;用于制備含水量大、使用舒適的外用軟膏; 另外,高吸水性樹脂還在緩釋藥物基材等制造中得到應用, 能通過調節含水率改變藥劑的釋放速度, 避免隨時間推移,釋放速度逐漸降低。

5.4 污水處理

對于富含重金屬離子的工業廢水,目前已有多種方法進行處理,如化學沉淀法、離子交換樹脂法、吸附法、高分子重金屬捕集劑法等。而利用吸附材料處理重金屬離子廢水是目前應用非常廣泛的一種方法 [35]。吸附材料包括天然物質或工農業廢棄物,如沸石、木質素、海草黏土等 [36],其來源廣泛,價格低廉,大大降低了重金屬離子廢水的處理費用;另一類則是合成類高吸水性樹脂,主要有聚丙烯酸鹽 [37-38] 、丙烯酰胺 [39]的改性產物等,能與多種金屬離子鰲合、 吸附或發生離子交換作用, 作為吸附劑可有效去除工業廢水中的有毒重金屬離子,回收貴金屬離子和過渡金屬離子。


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