綠色納米復(fù)合高吸水性材料研究獲新進(jìn)展
時間：2007-10-24
由中科院長春應(yīng)化所承擔(dān)的
“原位插層聚合蒙脫石納米復(fù)合高吸水性材料的結(jié)構(gòu)與性能”日前通過了吉林省科技廳組織的專家鑒定。專家認(rèn)為，該樹脂符合綠色化工過程，成本低廉、吸水性強(qiáng)、具有較高的
凝膠強(qiáng)度和良好的溶脹性能，處于國內(nèi)先進(jìn)水平。
高吸水性樹脂作為一種新型功能高分子材料，具有良好的吸水、保水性能，在衛(wèi)生、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)
用前景，現(xiàn)已成為發(fā)展最快的功能高分子材料之一。但由于其存在的吸水后強(qiáng)度低、耐鹽性差、成本高等瓶頸問題，極大地限制了其應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)化。聚焦上述問題，日本、美
國、法國等發(fā)達(dá)國家不斷強(qiáng)化納米復(fù)合高吸水性材料的研發(fā)，并取得了較好的研究成果。我國對復(fù)合高吸水性樹脂的研究起步較晚，生產(chǎn)能力較低，產(chǎn)品主要用于農(nóng)業(yè)方面，與國
外相比差距較大。因此，盡快研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的納米復(fù)合高性能、高吸水樹脂，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供強(qiáng)有力的材料支撐意義重大。
中科院長春應(yīng)化所的科技人員以國家需求為己任，于2005年在吉林省科技廳的大力支持下，承擔(dān)了吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目
“原位插層聚合蒙脫石納米復(fù)合高吸水性材料的結(jié)構(gòu)與性能”。他們開拓性地以蒙脫石和各種陽離子、陰離子和非離子型單體為原料，采用原位插層聚合的方法合成納米復(fù)合高吸
水性樹脂的技術(shù)路線，經(jīng)過二年多的艱苦努力，突破了合成過程中的各種技術(shù)難題，取得系列創(chuàng)新性的研究成果：采用MMT預(yù)懸浮技術(shù)和選用共聚單體方法，制備出了離子型、吸液
能力可控的納米復(fù)合凝膠；采用MMT原位聚合法分別制備了陰離子、陽離子型納米復(fù)合水凝膠；采用水溶液MMT原位聚合法制備了兩性離子型納米復(fù)合水凝膠；發(fā)現(xiàn)兩性離子型納米
復(fù)合水凝膠具有體積收縮的Overshooting效應(yīng)，并通過NMR技術(shù)證明該效應(yīng)主要受兩性凝膠網(wǎng)絡(luò)上不同的電荷靜電相互作用控制。
測試表明，該凝膠在去離子水和0.9wt％ NaCl溶液中的吸液倍率最高可達(dá)3000g/g和205g/g，凝膠強(qiáng)度最高可達(dá)其聚合物基質(zhì)
凝膠強(qiáng)度的13倍。
該成果所制備的納米復(fù)合高吸水性樹脂內(nèi)含10－25Wt％的無機(jī)蒙脫土，而蒙脫土較合成聚丙烯酸鹽的價格要低90－95％左右
。因此，該納米復(fù)合高吸水性樹脂的成本可降低10－15％。
根據(jù)我國國情，婦女、嬰兒和老人所占人口比例較大，對高吸水性樹脂制作的日常衛(wèi)生用品的需求量相當(dāng)大；此外我國新疆
等干旱地區(qū)缺水嚴(yán)重，高吸水樹脂在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用必將提高農(nóng)作物產(chǎn)量及產(chǎn)值。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國高吸水性樹脂的用量將會迅速增加，市場前景十分廣闊。低成本、高性能高吸水性樹脂將是未來
發(fā)展的一個重要方向。
