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大庆市三星机械制造有限公司浅谈高吸水性树脂的应用

1.2 高吸水性树脂的应用

1.2.1 高吸水性树脂主要应用范围

随着高吸水性树脂的研发的不断深入 , 这一新型高分子材料的应用领域在迅速扩大 , 已渗透进了国民经济的各个领域。

1   日常生活及卫生用品

高吸水性树脂可用于婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、妇女卫生巾、餐巾、手帕、绷带、脱脂棉、手术衬垫等;此外还可利用树脂的缓释性 , 用作香味剂和防臭剂的载体材料 , 达到芳香除臭的效果;利用增稠性 , 也可用于化妆品、洗涤剂、水性涂料等的增稠;用高吸水性树脂作为插花的基材 , 可延长鲜花的鲜活期达 5天左右。

2   农业

在干旱地区或干燥季节 , SAP 可用作土壤保水剂 , 还用作苗木移植保水剂 ;SAP在农业保水剂使用中十分方便 , 可拌种、喷洒、穴施或调成糊状浸种或浸泡根部。据资料显示,在相同水肥条件下,使用保水剂可明显增加作物产量,增幅达 10%30%,节水节肥 5%20%。在花卉等经济作物上, 使用保水剂可明显延长浇水时间 37 天,花蕾大,持续时间长,经济效益高。在旱农实验区开展的保水剂应用试验。 结果显示保水剂对保蓄雨水效果较好, 尤其促使了作物生长后期根区土壤水分的补充和提高。鸟取大学沙丘研究组在沙地 20cm深处敷放一层含有 0.1 0.3%吸水树脂做保水剂的沙土 , 种植菠菜等五种蔬菜。 对比试验表明 , 使用保水剂可提高收获量23 倍。

3   工业

高吸水性树脂可用作工业脱水剂和精密仪器的干燥剂、环保处理废液的絮凝剂,城市污水处理和河道疏浚工程中 , 用于淤泥增稠固化 ; 在油田钻探中 , 用作钻头的润滑剂和泥浆的凝胶剂。

4   食品工业

高吸水性树脂可用作包装材料、保鲜材料、脱水剂、食品增量剂等 , 尤其在食品保鲜方面 , 效果比聚烯烃薄膜有效的多。

5   医疗卫生事业

高吸水性树脂可用作能保持被测溶液的医用检验试片;含水量大而使用舒适的外用软膏;能吸收渗出液并防止感染化脓的治伤绷带;能吸收血液和分泌物又保持呼吸畅通的鼻腔用塞子等;还利用其药剂保持性而作缓释药物的基体;也可作人工肾脏的过滤材料 , 以调节血液的水分; 还可利用其成膜性 , 制成水气透过性、细菌过滤性、 药物保持性均优的人造皮肤; 利用其形成的水膜有良好的润滑作用, 可用于胃镜及作人工食道; 最重要的是可以用于人工器官 , 现已有聚甲基丙烯酸羟乙酯交联皂化后直接用作隐形眼镜的本体材料; 含有SAP 的人工肾脏具有良好的抗血栓性。

6   其它领域

高吸水性树脂还可用作液相色谱固定相、紫外线吸收剂、铸造粘合剂、船舱吸湿剂、电池阳极胶化剂、造纸施胶剂、纤维吸湿剂、酶固定剂、消防凝胶涂料、遇水膨胀玩具、顶板材料、农药载体等。

5 高吸水性树脂的应用

高吸水性树脂作为一种有机新型功能高分子材料,其应用领域已经涉及多个行业,如卫生用品、医药用品、农业等领域,正逐渐成为国民经济和人们日常生活中不可缺少的功能材料。

5.1 卫生用品

高吸水性树脂在生理卫生用品方面的应用是比较成熟的一个领域,也是目前最大的市场,约占总量的 80% ,如婴儿襁褓、纸尿布、妇女卫生巾、卫生棉、止血栓、生理棉、汗毛巾等产品中都可以应用高吸水性树脂。 另外, 如手术垫、 手术手套、 手术衣、 手术棉、 贴身衬衫、内裤、鞋垫等一些生理用品中也广泛用到高吸水性树脂。 以前的研究主要集中在高吸水性树脂卫生用品性能的改善方面, 而目前的研究重点主要集中在卫生材料的轻薄型、 较高的接触干燥性、最低的漏出率, 对皮肤无刺激, 具有抗菌、杀菌作用及长时间的吸水能力和长时间使用不折皱的效果等方面。尹国强等 [30-31] 采用反相悬浮聚合法合成了具有杀菌性能的高吸水性树脂, 对金黄色葡萄球菌、 大肠杆菌和白色念珠菌等微生物菌株均有杀灭和抑制作用。树脂中季铵基团的含量越高,树脂的抗菌效果越好,大大提高了卫生保障的效果。

5.2 农林园艺及荒漠化治理

高吸水性树脂不但吸水性、保水性极为优良,而且其在土壤中形成团粒结构,使土壤白天和晚上的温差缩小,同时还能吸收肥料、农药,防止肥料、农药以及水土流失,并使其缓慢释放,增强了肥料、农药的效果,并大大提高了抗旱能力。目前,高吸水性树脂在农艺园林方面的应用还非常有限,主要原因是它的成本较高,而且在土壤中的吸水能力不够,反复使用性较差。高吸水性树脂在这方面的应用还具有较大的潜力,今后应重点开发高吸水、保水并能反复使用而且成本较低的高吸水性树脂,并应进一步加强利用高吸水性树脂改良干旱贫瘠土壤,特别是改造沙漠方面的研究 [32]

5.3 生物医药

高吸水性树脂在生物体中的适应性已经有不少学者进行了研究。结果表明:某些合成和半合成的高吸水性物质,具有一定的生物适应性 [33-34] 。利用高吸水性材料具有极强的吸水性和保水性的特性, 可制成和生物体含水量相近的各种组织材料, 而且医药吸水性材料吸水后形成的凝胶比较柔软,具有人体适应性,对人体无刺激性、无副反应、不发生炎症、不引起血液凝固等, 这些都为其在医药上的应用创造了条件。 近年来, 高吸水性树脂已被广泛应用于医药医疗的各个方面: 用于制备吸收手术及外伤出血和分泌液、 并可防止化脓的医用绷带、棉球和纱布等; 用于接触眼镜、 人体埋入材料、保温保冷材料等医疗用品; 用于制造人工玻璃体、人工角膜、人工皮肤、人工血管、人工肝脏、人工肾脏等人工器官;用于保持部分被测液的医用检验试片;用于制备含水量大、使用舒适的外用软膏; 另外,高吸水性树脂还在缓释药物基材等制造中得到应用, 能通过调节含水率改变药剂的释放速度, 避免随时间推移,释放速度逐渐降低。

5.4 污水处理

对于富含重金属离子的工业废水,目前已有多种方法进行处理,如化学沉淀法、离子交换树脂法、吸附法、高分子重金属捕集剂法等。而利用吸附材料处理重金属离子废水是目前应用非常广泛的一种方法 [35]。吸附材料包括天然物质或工农业废弃物,如沸石、木质素、海草黏土等 [36],其来源广泛,价格低廉,大大降低了重金属离子废水的处理费用;另一类则是合成类高吸水性树脂,主要有聚丙烯酸盐 [37-38] 、丙烯酰胺 [39]的改性产物等,能与多种金属离子鳌合、 吸附或发生离子交换作用, 作为吸附剂可有效去除工业废水中的有毒重金属离子,回收贵金属离子和过渡金属离子。


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