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第1章 绪论1

1.1高吸水树脂的性质与应用1

1.1.1高吸水树脂的性质1

1.1.2高吸水树脂的应用2

1.2高吸水树脂的发展历史与合成原料4

1.2.1国外高吸水树脂的发展历史4

1.2.2国内高吸水树脂的发展历史6

1.2.3高吸水树脂的合成原料8

1.3高吸水树脂的发展趋势13

参考文献14

第2章 高吸水树脂的吸水热力学与吸水动力学16

2.1高吸水树脂的吸水热力学16

2.1.1聚合物的亲水性和憎水性16

2.1.2高吸水树脂的交联网络22

2.1.3高吸水树脂的吸水热力学方程23

2.2高吸水树脂的吸水动力学25

2.2.1影响高吸水树脂吸水速率的因素25

2.2.2高吸水树脂的溶胀速度理论27

2.2.3弹簧－黏壶模型30

2.2.4水合反应－凝胶膨胀模型31

2.2.5高吸水树脂的水分子扩散动力学32

参考文献34

第3章 高吸水树脂的结构与性能35

3.1高吸水树脂的性能影响因素35

3.1.1高吸水树脂的组成与分子结构35

3.1.2交联剂的类型及交联度35

3.1.3高吸水树脂的物理结构35

3.1.4外部液体的性质36

3.2高吸水树脂的结构设计方法36

3.2.1改善吸水能力的方法36

3.2.2提高凝胶强度的方法37

3.2.3改善降解性能的方法38

3.2.4提高吸水速率的方法40

3.3高吸水树脂的交联网络结构及其对性能的影响40

3.3.1高聚物的结构特点40

3.3.2高吸水树脂的结构特征41

3.3.3大分子链柔性对高吸水树脂性能的影响45

3.3.4合成单体对高吸水树脂性能的影响47

3.4高吸水树脂的颗粒结构及其对性能的影响48

3.5高吸水树脂的表面结构及其对性能的影响50

3.6高吸水树脂的互穿网络结构及其对性能的影响52

参考文献57

第4章 丙烯酸系高吸水树脂的光稳定性58

4.1高吸水树脂的光降解机理58

4.2高吸水树脂的光降解动力学59

4.3高吸水树脂的光降解研究方法61

4.4丙烯酸－丙烯酰胺共聚物高吸水树脂的光降解动力学特征62

4.5丙烯酸－甲基丙烯酸－2－羟基乙酯共聚物高吸水树脂的光降解性能影响因素64

4.5.1反应温度的影响64

4.5.2反应时间的影响65

4.5.3引发剂的影响65

4.5.4丙烯酸中和度的影响65

4.5.5单体配比的影响66

4.5.6单体浓度的影响66

4.5.7交联剂的影响66

参考文献67

第5章 基于丙烯酸的可降解高吸水树脂68

5.1基于丙烯酸的可降解高吸水树脂的结构设计原理68

5.1.1提高高分子材料降解性的方法68

5.1.2高分子材料的降解69

5.1.3基于丙烯酸的可降解高吸水树脂的结构设计71

5.1.4高吸水树脂降解性能的测试方法72

5.2 2－亚甲基－1，3－二氧杂环庚烷的合成73

5.2.1合成方法73

5.2.2反应物料配比的影响74

5.2.3 D001型酸性催化剂用量的影响75

5.2.4反应温度的影响75

5.2.5叔丁醇钾与CI－MDO的摩尔配比对MDO收率的影响76

5.2.6叔丁醇与叔丁醇钾摩尔配比的影响76

5.2.7反应温度的影响77

5.2.8反应时间的影响77

5.2.9气相色谱分析77

5.2.10红外光谱分析78

5.2.11 1H－NMR分析79

5.3静态溶液聚合法制备P（AA／MDO）高吸水树脂80

5.3.1聚合机理80

5.3.2 MDO含量的影响82

5.3.3单体浓度的影响82

5.3.4相催化剂的影响83

5.3.5丙烯酸中和度的影响84

5.3.6引发剂的影响84

5.3.7交联剂的影响85

5.3.8反应温度的影响86

5.3.9反应时间的影响86

5.3.10 13C－NMR分析87

5.3.11红外光谱分析88

5.3.12 DSC分析89

5.4反相悬浮聚合法制备P（AA／MDO）高吸水树脂89

5.4.1分散剂的影响90

5.4.2 MDO含量的影响91

5.4.3丙烯酸中和度的影响92

5.4.4油水比的影响92

5.4.5催化剂的影响93

5.4.6引发剂的影响93

5.4.7交联剂的影响94

5.4.8反应温度的影响94

5.4.9反应时间的影响95

5.4.10红外光谱分析95

5.4.111H－NMR分析96

5.5 P（AA／MDO）高吸水树脂的生物降解性能97

5.5.1 MDO含量的影响97

5.5.2琼脂板培养法定性分析99

5.5.3红外光谱分析100

5.5.4扫描电子显微镜照片101

参考文献102

第6章 腐植酸改性聚丙烯酸高吸水树脂104

6.1腐植酸的结构和性质104

6.1.1腐植酸在自然界中的存在方式104

6.1.2腐植酸的成分和结构105

6.1.3腐植酸的性质106

6.2腐植酸的应用107

6.2.1腐植酸在农业中的应用107

6.2.2腐植酸在工业中的应用109

6.2.3腐植酸在医药和农药中的应用109

6.2.4腐植酸在环境保护中的应用110

6.3腐植酸合成高吸水树脂及其结构110

6.3.1腐植酸接枝丙烯酸高吸水树脂的机理110

6.3.2腐植酸合成高吸水树脂111

6.3.3腐植酸高吸水树脂的红外结构111

6.3.4腐植酸高吸水树脂的表面结构113

6.4腐植酸高吸水树脂的性能113

6.4.1腐植酸高吸水树脂的吸水性能113

6.4.2腐植酸高吸水树脂的吸湿性能114

6.4.3腐植酸高吸水树脂的流散性能115

6.4.4腐植酸高吸水树脂与普通高吸水树脂的性能比较116

参考文献117

第7章有机蒙脱土合成高吸水树脂118

7.1蒙脱土的结构和性质119

7.1.1蒙脱土的结构119

7.1.2蒙脱土的性质120

7.2有机蒙脱土的制备120

7.2.1蒙脱土的有机化处理120

7.2.2有机蒙脱土的制备121

7.2.3聚合物／蒙脱土插层复合材料的结构123

7.3有机蒙脱土制备高吸水树脂124

7.3.1分散介质的影响124

7.3.2分散剂的影响124

7.3.3搅拌速率的影响126

7.3.4交联剂的影响126

7.3.5反应温度的影响127

7.3.6引发剂的影响127

7.3.7丙烯酸中和度的影响128

7.3.8蒙脱石的影响129

7.4有机蒙脱土改性丙烯酸高吸水树脂的结构130

7.4.1红外光谱分析130

7.4.2 XRD分析131

7.4.3 TEM分析132

7.5有机蒙脱土改性丙烯酸高吸水树脂的性能132

7.5.1有机蒙脱土改性丙烯酸高吸水树脂在电解质中的吸液性能132

7.5.2 pH值的影响133

7.5.3重复吸水能力134

7.5.4 保水性能134

7.5.5吸水速率135

参考文献136

第8章 羽毛蛋白合成高吸水树脂137

8.1蛋白质高吸水树脂的研究概况137

8.2羽毛角蛋白的结构和性质138

8.2.1羽毛角蛋白的结构138

8.2.2羽毛角蛋白的提取方法140

8.3羽毛角蛋白高吸水树脂的制备与性能142

8.3.1水溶性羽毛蛋白的制备与化学改性及其交联水凝胶的制备142

8.3.2水解工艺条件对水溶性羽毛蛋白收率和分子量分布的影响142

8.3.3水溶性羽毛蛋白的磺甲基化改性145

8.3.4红外光谱分析147

8.3.5羽毛角蛋白高吸水树脂的吸水性能148

8.4羽毛角蛋白接枝丙烯酸高吸水树脂的制备与性能149

8.4.1 工艺条件的选择149

8.4.2羽毛角蛋白接枝丙烯酸高吸水树脂的制备方法150

8.4.3羽毛角蛋白接枝丙烯酸高吸水树脂的反应机理151

8.4.4羽毛角蛋白接枝丙烯酸高吸水树脂的性能153

8.5羽毛角蛋白高吸水树脂的结构161

8.5.1羽毛角蛋白高吸水树脂的红外结构161

8.5.2羽毛角蛋白高吸水树脂的颗粒结构163

8.6羽毛角蛋白接枝丙烯酸－丙烯酰胺高吸水树脂的制备与性能163

8.6.1羽毛角蛋白接枝丙烯酸－丙烯酰胺高吸水树脂的制备163

8.6.2羽毛角蛋白接枝丙烯酸－丙烯酰胺高吸水树脂的性能163

8.6.3羽毛角蛋白接枝丙烯酸－丙烯酰胺高吸水树脂对重金属离子的吸附作用166

8.6.4 P（MFP－g－AA／AM）高吸水树脂的红外光谱分析169

8.7羽毛角蛋白高吸水树脂的生物降解性能控制169

8.7.1抗菌性羽毛角蛋白高吸水树脂的制备和抗菌性能测试170

8.7.2抗菌性羽毛角蛋白高吸水树脂的吸水性能171

8.7.3抗菌性羽毛角蛋白高吸水树脂的抗菌性能172

8.7.4羽毛角蛋白高吸水树脂的生物降解速率的控制173

参考文献176

第9章 大豆蛋白合成高吸水树脂178

9.1大豆蛋白的组成、结构和性能178

9.1.1大豆蛋白的组成178

9.1.2大豆蛋白的结构179

9.1.3大豆蛋白的功能特性及其影响因素180

9.1.4大豆蛋白的改性180

9.2大豆蛋白合成高吸水树脂的结构和性能184

9.2.1大豆蛋白凝胶的形成和影响因素185

9.2.2大豆蛋白合成高吸水树脂186

参考文献193

第10章 鱼蛋白合成高吸水树脂196

10.1鱼蛋白的提取与改性196

10.1.1低值鱼蛋白的提取196

10.1.2低值鱼蛋白的化学改性197

10.2鱼蛋白高吸水树脂的制备与性能203

10.2.1鱼蛋白高吸水树脂的制备203

10.2.2鱼蛋白高吸水树脂的结构表征205

10.2.3鱼蛋白高吸水树脂的吸水性能206

10.2.4鱼蛋白高吸水树脂的降解性能210

参考文献211

第11章 棉籽蛋白合成高吸水树脂215

11.1概述215

11.1.1棉籽蛋白的资源概况215

11.1.2棉籽蛋白的应用215

11.1.3棉籽蛋白的成分216

11.1.4棉籽蛋白的功能特性216

11.1.5棉籽饼粕的脱毒217

11.1.6棉籽蛋白的制备219

11.2棉籽蛋白合成高吸水树脂220

11.2.1合成方法220

11.2.2棉籽蛋白的影响221

11.2.3交联剂的影响221

11.2.4反应温度的影响221

11.2.5溶液离子强度的影响222

11.2.6溶液pH值的影响222

参考文献223

第12章 海藻酸盐合成高吸水树脂224

12.1海藻酸盐的结构特点224

12.2海藻酸盐的醚化改性及海藻酸盐高吸水树脂的制备226

12.3海藻酸钠高吸水树脂的结构与性能227

12.3.1醚化海藻酸钠的性能227

12.3.2海藻酸盐高吸水树脂的结构228

12.3.3海藻酸盐高吸水树脂的性能231

12.4接枝IPN结构对醚化海藻酸钠高吸水树脂的影响237

12.4.1 IPN改性醚化海藻酸钠高吸水树脂的制备238

12.4.2 IPN改性醚化海藻酸钠高吸水树脂的结构238

12.4.3 IPN改性醚化海藻酸钠高吸水树脂的热分析241

12.4.4 IPN改性醚化海藻酸钠高吸水树脂的力学性能244

12.4.5 IPN改性醚化海藻酸钠高吸水树脂的吸水性能245

12.5海藻酸盐高吸水树脂的生物降解性能246

参考文献250

第13章 甲壳素合成高吸水树脂253

13.1甲壳素和壳聚糖的结构和性质253

13.1.1甲壳素和壳聚糖的结构253

13.1.2甲壳素和壳聚糖的性质254

13.1.3甲壳素和壳聚糖的应用254

13.2壳聚糖高吸水树脂的制备257

13.2.1壳聚糖高吸水树脂的形成机理257

13.2.2壳聚糖高吸水树脂的结构特点258

13.2.3壳聚糖高吸水树脂的制备259

13.3壳聚糖高吸水树脂的性能262

参考文献270

第14章 高吸水树脂的农业应用271

14.1高吸水树脂对土壤的改良作用271

14.1.1高吸水树脂对土壤水分蒸发量的影响271

14.1.2高吸水树脂对土壤持水性的影响274

14.1.3温度对高吸水树脂保水能力的影响274

14.1.4高吸水树脂对土壤体积膨胀率的影响275

14.1.5高吸水树脂对土壤水稳性团粒结构的影响275

14.1.6高吸水树脂对土壤渗透系数的影响277

14.1.7高吸水树脂对土壤坚实度的影响278

14.1.8高吸水树脂对土壤容重的影响279

14.2高吸水树脂在土壤中的保肥作用280

14.2.1高吸水树脂对土壤吸附氮、磷、钾的影响280

14.2.2高吸水树脂对土壤解吸氮、磷、钾的影响281

14.2.3高吸水树脂对土壤固定氮、磷、钾的影响282

14.3高吸水树脂在新疆干旱地区节水农业中的应用282

14.3.1高吸水树脂对定植葡萄成活率、生长以及土壤含水量的影响283

14.3.2高吸水树脂对挂果葡萄生长、品质以及土壤含水量的影响283

14.3.3高吸水树脂对盛果期葡萄产量、品质以及土壤含水量的影响284

14.3.4高吸水树脂对定植大枣成活率、生长以及土壤含水量的影响285

14.3.5高吸水树脂对盛果期大枣含糖量的影响286

14.3.6高吸水树脂在设施农业中的应用287

14.3.7高吸水树脂在荒漠造林中的应用288

参考文献288

第15章 高吸水树脂的工业应用290

15.1日用化学品工业290

15.2食品工业292

15.3生物医药工业293

15.4土木建筑工业295

15.5涂料工业297

15.6电子工业298

15.7矿山开采业298

15.8石油工业299

15.9灭火材料工业301

15.10其他工业302

参考文献303

第16章 喷雾法合成高吸水树脂305

16.1喷雾反应干燥技术的原理、分类和应用306

16.1.1喷雾反应干燥技术的原理306

16.1.2喷雾反应干燥技术的分类306

16.1.3喷雾反应干燥技术的应用307

16.2喷雾反应干燥设备309

16.2.1喷雾反应干燥系统309

16.2.2热风系统309

16.2.3喷雾系统310

16.2.4反应与干燥系统312

16.2.5气（体）固（体）分离收集系统314

16.3喷雾反应干燥技术的过程控制问题314

16.3.1雾化过程314

16.3.2气相的二维湍流模型314

16.3.3颗粒轨道方程模拟315

16.3.4液滴颗粒中反应和干燥的模拟315

16.4喷雾反应干燥技术制备高吸水树脂315

16.4.1引发体系的影响315

16.4.2反应液体流量的影响316

16.4.3雾化液滴的影响316

参考文献317

附录1 1000t／a高效保水剂生产工艺设计实例318

参考文献329

附录2 部分高吸水树脂产品标准331

广东省企业产品标准——农用保水剂331

广东省企业产品标准——多彩水晶泥334

中华人民共和国农业行业标准（NY 886－2004）——农林保水剂337