绿色纳米复合高吸水性材料研究获新进展
时间：2007-10-24
由中科院长春应化所承担的
“原位插层聚合蒙脱石纳米复合高吸水性材料的结构与性能”日前通过了吉林省科技厅组织的专家鉴定。专家认为，该树脂符合绿色化工过程，成本低廉、吸水性强、具有较高的
凝胶强度和良好的溶胀性能，处于国内先进水平。
高吸水性树脂作为一种新型功能高分子材料，具有良好的吸水、保水性能，在卫生、医药、农业、化工等领域具有广阔的应
用前景，现已成为发展最快的功能高分子材料之一。但由于其存在的吸水后强度低、耐盐性差、成本高等瓶颈问题，极大地限制了其应用推广和产业化。聚焦上述问题，日本、美
国、法国等发达国家不断强化纳米复合高吸水性材料的研发，并取得了较好的研究成果。我国对复合高吸水性树脂的研究起步较晚，生产能力较低，产品主要用于农业方面，与国
外相比差距较大。因此，尽快研发出具有我国自主知识产权的纳米复合高性能、高吸水树脂，为国民经济建设提供强有力的材料支撑意义重大。
中科院长春应化所的科技人员以国家需求为己任，于2005年在吉林省科技厅的大力支持下，承担了吉林省科技发展计划项目
“原位插层聚合蒙脱石纳米复合高吸水性材料的结构与性能”。他们开拓性地以蒙脱石和各种阳离子、阴离子和非离子型单体为原料，采用原位插层聚合的方法合成纳米复合高吸
水性树脂的技术路线，经过二年多的艰苦努力，突破了合成过程中的各种技术难题，取得系列创新性的研究成果：采用MMT预悬浮技术和选用共聚单体方法，制备出了离子型、吸液
能力可控的纳米复合凝胶；采用MMT原位聚合法分别制备了阴离子、阳离子型纳米复合水凝胶；采用水溶液MMT原位聚合法制备了两性离子型纳米复合水凝胶；发现两性离子型纳米
复合水凝胶具有体积收缩的Overshooting效应，并通过NMR技术证明该效应主要受两性凝胶网络上不同的电荷静电相互作用控制。
测试表明，该凝胶在去离子水和0.9wt％ NaCl溶液中的吸液倍率最高可达3000g/g和205g/g，凝胶强度最高可达其聚合物基质
凝胶强度的13倍。
该成果所制备的纳米复合高吸水性树脂内含10－25Wt％的无机蒙脱土，而蒙脱土较合成聚丙烯酸盐的价格要低90－95％左右
。因此，该纳米复合高吸水性树脂的成本可降低10－15％。
根据我国国情，妇女、婴儿和老人所占人口比例较大，对高吸水性树脂制作的日常卫生用品的需求量相当大；此外我国新疆
等干旱地区缺水严重，高吸水树脂在农业等领域的应用必将提高农作物产量及产值。
随着国民经济的发展，我国高吸水性树脂的用量将会迅速增加，市场前景十分广阔。低成本、高性能高吸水性树脂将是未来
发展的一个重要方向。
