高吸水性聚合物

超吸水性聚合物 (SAP)（也称为泥浆粉）是一种吸水性亲水性均聚物或共聚物，相对于其自身质量，可以吸收和保留极大量的液体。

吸水聚合物在混合时被归类为水凝胶，通过与水分子形成氢键来吸收水溶液。 SAP 的吸水能力取决于水溶液的离子浓度。 在去离子和蒸馏水中，SAP 可以吸收其重量的 300 倍（从其自身体积的 30 到 60 倍），并且可以变成高达 99.9% 的液体，当放入 0.9% 的盐水溶液中时，吸收率下降到大约 50 倍 重量。 溶液中价阳离子的存在阻碍了聚合物与水分子结合的能力。

SAP 的总吸收性和溶胀能力由用于制备凝胶的交联剂的类型和程度控制。 低密度交联的 SAP 通常具有更高的吸收能力和更大程度的膨胀。 这些类型的 SAP 还具有更柔软和更粘稠的凝胶形成。 高交联密度聚合物表现出较低的吸收能力和溶胀性，凝胶强度更牢固，即使在适度的压力下也能保持颗粒形状。

高吸水性聚合物经过交联以避免溶解。 SAP 主要分为三类：

1. 交联聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺

2. 纤维素或淀粉丙烯腈接枝共聚物

3. 交联马来酸酐共聚物

SAP 的xxx用途是用于个人一次性卫生用品，例如婴儿尿布、成人尿布和卫生巾。 由于 1980 年代担心与中毒性休克综合症有关，SAP 已停止在卫生棉条中使用。 SAP 还用于阻止水渗入地下电力或通信电缆、自愈混凝土、园艺保水剂、控制溢出和废水废水，以及用于电影和舞台制作的人造雪。

IUPAC定义

高吸水性聚合体：相对于自身质量可以吸收和保留极大量液体的聚合物。注意事项：

• 吸收的液体可以是水或有机液体。
• 高吸水性聚合物的溶胀比可以达到1000:1的量级。
• 用于水的高吸水性聚合物质通常是聚电解质。

直到 1920 年代，吸水材料都是以纤维为基础的产品。 选择有薄纸、棉花、海绵和绒毛浆。 这些类型材料的吸水能力最多仅为其重量的 11 倍，并且大部分在中等压力下会流失。

1960 年代初，美国农业部 (USDA) 正在开展材料研究，以改善土壤的保水性。 他们开发了一种基于将丙烯腈聚合物接枝到淀粉分子主链上的树脂（即淀粉接枝）。 这种淀粉-丙烯腈共聚物水解的水解产物的吸水率大于其重量的 400 倍。 此外，凝胶不会像基于纤维的吸收剂那样释放液态水。

这种聚合物后来被称为“Super Slurper”。 美国农业部向几家美国公司提供技术诀窍，以进一步开发基础技术。 尝试了多种接枝组合，包括使用丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯醇 (PVA)。

今天的研究已经证明了天然材料的能力，例如。 多糖和蛋白质，在纯水和盐溶液 (0.9%wt.) 中表现超强吸收性能，其范围与当前应用中的合成聚丙烯酸酯相同。 制备了具有良好机械强度的大豆蛋白/聚丙烯酸高吸水性聚合物。

聚丙烯酸酯/聚丙烯酰胺共聚物最初设计用于电解质/矿物质含量高且需要长期稳定性（包括多次湿/干循环）的条件。 用途包括农业和园艺。 增加丙烯酰胺单体的强度，用作医疗防溢、电线电缆阻水。

高吸水性聚合物现在通常由丙烯酸与氢氧化钠在引发剂存在下聚合形成聚丙烯酸钠盐（有时称为聚丙烯酸钠）制成。 这种聚合物是当今世界上最常见的 SAP 类型。 根据美国食品和 药品监督管理局，聚丙烯酸钠被列入食品添加剂名录，有严格的限制。