水在自然界的分布很廣，占地球表面是四分之三、江、河、湖、都被水覆蓋，地層、大氣及動物、植物也含有大量的水分。水是生物生存的基本條件之一。高吸水性材料，指可吸收數十倍至數百倍於自身質量的水的物質。
基本介紹
- 中文名：高吸水性材料
- 外文名：water absorption materials
- 簡稱：吸水材料
- 類別：人工合成類吸水性樹脂
- 特點：可吸收數百倍於自身質量的水
分類,類別,重要品種,澱粉系,纖維素系,人工合成,聚丙烯醯胺,物理性質,特性,作用原理,行業發展趨勢,
分類
一 、天然及改性高分子類高吸水性樹脂
二、人工合成類吸水性樹脂
類別
1、澱粉系
2、纖維素系
3、其他天然產物系
4、聚乙烯酸鹽系
5、聚乙烯醇系
6、聚氧乙烯系
重要品種
（1）澱粉接枝丙烯晴的水解產物
（2）澱粉接枝丙烯酸鹽聚合物
（3）澱粉接枝丙烯醯胺聚合物
（4）澱粉接枝苯乙烯磺酸聚合物
（5）澱粉黃原酸鹽接枝丙烯酸鹽
（7）纖維素（或CMC）接枝丙烯酸鹽聚合物
（8) 纖維素磺原酸鹽接枝丙烯酸鹽
（ 9 ）纖維素（或CMC）接枝丙烯醯胺聚合物
(10) 纖維素（或CMC）接枝丙烯腈水解產物
(11) 果膠
(12) 藻酸
(13)殼聚糖
(14) 瓊脂糖
(15) 大豆蛋白
(16) 谷蛋白
(17) 絲膠蛋白
（18）交聯聚丙烯酸鹽
（19）聚丙烯醯胺
（20）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產物
（21）丙烯酸與丙烯醯胺共聚物
（22）丙烯酸鈉-乙烯醇共聚物（丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚）
（23）聚丙烯腈水解產物
（24）聚甲基丙烯酸氫
（25）交聯聚丙烯酸鹽
（26）聚丙烯醯胺
（27）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產物
（28）丙烯酸與丙烯醯胺共聚物
（29）丙烯酸鈉-乙烯醇共聚物（丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚）
（30）聚丙烯腈水解產物
（31）聚甲基丙烯酸氫
（32）聚乙烯醇-酸酐交聯共聚
（33）聚乙烯醇-丙烯酸鹽接枝共聚
（34）乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共水解
（35) 乙酸乙烯酯-順丁烯二酸酐共聚物
(36) 交聯聚乙醇
(37）聚乙烯醇凍結、解凍後所得彈性體
(38) 聚醚類
澱粉系
（1）澱粉接枝丙烯晴的水解產物
（2）澱粉接枝丙烯酸鹽聚合物
（3）澱粉接枝丙烯醯胺聚合物
（4）澱粉接枝苯乙烯磺酸聚合物
（5）澱粉黃原酸鹽接枝丙烯酸鹽
（6）澱粉、丙烯酸、丙烯醯胺、順丁烯二酸乾接枝共聚
纖維素系
（1）纖維素（或CMC）接枝丙烯酸鹽聚合物
（2) 纖維素磺原酸鹽接枝丙烯酸鹽
(3) 纖維素（或CMC）接枝丙烯醯胺聚合物
(4) 纖維素（或CMC）接枝丙烯腈水解產物
3、其他天然產物系
(1) 果膠
(2) 藻酸
(3) 殼聚糖
(4) 瓊脂糖
(5) 大豆蛋白
(6) 谷蛋白
(7) 絲膠蛋白
人工合成
1、聚乙烯酸鹽系
2、聚乙烯醇系
3、聚氧乙烯系
1、聚乙烯酸鹽系
（1）交聯聚丙烯酸鹽
（2）聚丙烯醯胺
（3）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產物
（4）丙烯酸與丙烯醯胺共聚物
（5）丙烯酸鈉-乙烯醇共聚物（丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚）
（6）聚丙烯腈水解產物
（7）聚甲基丙烯酸氫
2、聚乙烯醇系
（1）聚乙烯醇-酸酐交聯共聚
（2）聚乙烯醇-丙烯酸鹽接枝共聚
（3）乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共水解
（4) 乙酸乙烯酯-順丁烯二酸酐共聚物
(5) 交聯聚乙醇
(6）聚乙烯醇凍結、解凍後所得彈性體
3、聚氧乙烯系
(1) 聚醚類
聚丙烯醯胺
聚丙烯醯胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶於大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
物理性質
聚丙烯醯胺為白色粉狀物，密謀為1.32g/cm3(23度），玻璃化溫度為188度，軟化溫度近於210度，一般方法乾燥時含有少量的水，乾時又會很快從環境中吸取水分，用冷凍乾燥法分離的均聚物是白色鬆軟的非結晶固體，但是當從溶液中沉澱並乾燥後則為玻璃狀部分透明的固體，完全乾燥的聚丙烯醯胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯醯胺乾燥通常是在適度的條件下乾燥的，一般含水量為百分之五至百分之十五，澆鑄在玻璃板上製備的高分子膜，則是透明、堅硬、易碎的固體，固體聚丙烯醯胺的物理性質見表：
固體聚丙烯醯胺的物理性質：
性質參數 | 數值 |
外觀 | 白色粉末或半透明珠粒或薄片 |
氣味 | 無臭 |
密謀（23度）（g/cm3) | 1.302 |
臨界表面張力（10-5N/cm) | 30~40 |
玻璃化溫度（度） | 165 |
188 | |
194，204 | |
軟化溫度 | 210 |
熱失重（度） | 初失重，約290 |
失重70%，約430 | |
失重98%，約555 | |
熱分解氣體 | |
<300度 | NH3 |
> 300度 | H2，CO、NH3 |
鏈結構 | 鏈的連結具有一般的頭——尾結構，少量有些頭——頭加成，鏈的立體結構以無規立構為主 |
熱穩定性 | 溫度超過120度時易分解 |
溶解性 | 溶於水，幾乎不溶於有機溶劑，如苯、甲苯、乙醇、丙酮、酯類等，僅在乙二醇、甘油、甲方醯胺、乳酸、丙烯酸中溶解1%左右 |
毒性 | 無毒 |
腐蝕性 | 無腐蝕性 |
吸濕性 | 固體有吸濕性 |
特性
1、絮凝性：PAM能使懸浮物質通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。
2、粘合性：能通過機械的、物理的、化學的作用，起粘合作用。
3、降阻性：PAM能有效地降低流體的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4、增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作用，當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時，增稠將更明顯。
作用原理
1）絮凝作用原理：PAM用於絮凝時，與被絮凝物種類表面性質，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。
2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。
4）增強作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學等作用，將分散相牽連在一起，形成網狀。
行業發展趨勢
聚丙烯醯胺行業今後發展：
儘管全球聚丙烯醯胺市場在2009年受金融危機的影響呈現衰退跡象，但2011年今後將逐漸回暖，到2015年，市場規模將達到25.1億美元。市場發展的主要動力來自於下遊行業的復甦、行業環保政策要求與產品相關的技術服務帶來的利潤以及新興市場的快速成長等。
2012年，我國聚丙烯醯胺的主要套用領域為石油開採、水處理、造紙、高吸水性樹脂、冶金和洗煤等。其消費結構為：油田開採占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其他占3%。石油開採是目前我國聚丙烯醯胺最大的消費領域，其消費量占國內總消費量的81%。水處理是我國聚丙烯醯胺的第二大消費領域，我國城市污水處理率不足30%，工業水的重複利用率為60%，工業廢水處理率為77%，與已開發國家相比差距很大。聚丙烯醯胺作為絮凝劑在我國城市水處理 以及化工、冶金、造紙、印染、製糖、味素、煤炭、建材等行業的廢水處理的用量將不斷增加，在高吸水性樹脂、水泥增強劑、粘合劑、皮革復鞣劑等領域。
預計，2012～2018年，聚丙烯醯胺在石油開採、採礦、造紙及水處理四大套用領域的市場將以7.2%的年均複合增長率持續增長。
在石油開採工業中，聚丙烯醯胺被用於鑽井凝聚劑使用，也被用於三次採油。必須採取三次採油工藝來平衡價格。鑽井和勘探活動的復甦也會促進聚丙烯醯胺消費增長。在鑽採過程中，300萬-600萬低分子量的聚丙烯醯胺可用作絮凝包被劑。
聚丙烯醯胺在採礦工業中的套用也十分廣泛，不但可以分離礦物和礦石，還可以作為絮凝劑套用於廢水處理，以及密封採礦管道等。由於複雜的定價結構，南美鈷、煤、銅、黃金、鑽石和鐵礦砂的市場需求也在上升，這將推動全球聚丙烯醯胺市場的增長。
