功能高分子材料

能源三 大 支 柱 产 业

有机合成材料是材料 工业的一个重要方面 是能源和信息发展的基础时代 的划分常以材料为标志

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《时代周刊》评出20世纪最伟大的 100项发明，其中“尿不湿” 榜上有名

为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大的100项 发明呢?最初是为谁专门设计的呢？

美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决 宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫源成为“尿不湿” 的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父”。

太空服之父——唐鑫源 美国从1959起甄选的7位宇航员合影5

“神舟”系列上天的航天员都使用了“尿不湿”

航天员专用“尿不湿”1克能吸收约1000克水 ， 吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿”

“尿不湿”是航天产品“下凡”的成功典范！现 在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使用的， 更有趣的是有些宠物也系上了“尿不湿”出门溜 达，以保护公共卫生。 资料显示： 1987年，英国 一次性尿布销 售利润达2亿英 镑。设想一下 我们中国这样 一个人口大国， 利润有多么惊 7 人！

尿不湿吸水前后的变化

吸水前吸水后8

超强吸水高分子材料综述既然安上super这个头衔, 那我们就要看看它们和传统吸水材料的区别何在了^_^

普通吸水材料

SAP9

超强吸水高分子材料综述

普通吸水材料

纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等。 吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为自身重量的20倍左右，

一旦受到外力作用，则很容易脱水，保水性很差。

传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？

纤维素的结构简式

纤维素链

O HO O O O O

O H O H 亲水基H H H H O O O O H H H H H H H H H O O O O O HH HH HH HH HH

O

HO O O O O

O HH H H H H11

发现其每个链节上都有—OH,它是一种亲水基

O O O O O

HH HH HH HH HH

H H H H H

H H H H H

超强吸水高分子材料综述

普通吸水材料

60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树脂。这是一种含有强亲水性基团并通常具有一 定交联度的高分子材料; 它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重 量的500~2000倍，最高可达5000倍; 吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性， 即使受压也不易挤出; 吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。12

超强吸水高分子材料综述

SAP优点

吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。

吸水前

吸水后13

超强吸水高分子材料综述保水能力高:即使受压也不易失水

SAP优点

超强吸水高分子材料综述

超强吸水高分子材料综述

用途

日常生活：吸水性抹布、、插花材料、婴儿一次性尿布、宇航员

尿巾、妇女卫生用品、餐巾、手帕、绷带、脱脂棉等

农用保水剂、土壤改良剂 用作医疗卫生材料：外用药膏的基材、缓释性药剂、抗血栓材料

工业吸水剂：堵水剂、脱水剂

食品工业

包装材料、保鲜材料、脱水剂、食品增量剂等16

超强吸水高分子材料综述SAP的用途广泛:

用途

婴幼儿用品 医用吸水胶布17

强吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不湿”,

还有哪些用途？如无土栽培、改良土壤、改造沙漠等。

保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材料。无毒无害，反 复吸水、释水—— “微型水库”。同时，它还能吸收肥料、 农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于 18 农业、林业、园艺、建筑等。

超强吸水高分子材料综述

用途

高吸水性树脂是一类高分子电解质。水中盐类物质的存在会显著影响树脂的吸水能力，在一 定程度上限制了它的应用。 提高高吸水性树脂对含盐液体(如尿液，血液、 肥料水等)的吸收能力，将是今后高吸水性树 脂研究工作中的一个重要课题。 对高吸水性树脂吸水机理的理论研究工作也将 进一步开展，以指导这一类功能高分子材料向 更高水平发展。19

从化学组成和分子结构看，高吸水性树脂是分子中含有亲水性基团和疏水性基团 的交联型高分子。 从直观上理解，当亲水性基团与水分子 接触时，会相互作用形成各种水合状态。