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(dòng)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(shù)十倍至數(shù)百倍于自身質(zhì)量的水的物質(zhì)。

中文名

高吸水性材料

外文名

water absorption materials

別名

吸水材料

定義

可吸收數(shù)十倍至數(shù)百倍于自身質(zhì)量的水的物質(zhì)

特點(diǎn)

可吸收數(shù)百倍于自身質(zhì)量的水

類(lèi)別

人工合成類(lèi)吸水性樹(shù)脂

分類(lèi)

一、天然及改性高分子類(lèi)高吸水性樹(shù)脂

高吸水性材料

二、人工合成類(lèi)吸水性樹(shù)脂

類(lèi)別

1、淀粉系

2、纖維素系

3、其他天然產(chǎn)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）淀粉接枝丙烯晴的水解產(chǎn)物

（2）淀粉接枝丙烯酸鹽聚合物

（3）淀粉接枝丙烯酰胺聚合物

（4）淀粉接枝苯乙烯磺酸聚合物

（5）淀粉黃原酸鹽接枝丙烯酸鹽

（6）淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、順丁烯二酸干接枝共聚

（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）接枝丙烯酰胺聚合物

(10)纖維素（或CMC）接枝丙烯腈水解產(chǎn)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(lián)聚丙烯酸鹽

（19）聚丙烯酰胺

（20）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產(chǎn)物

（21）丙烯酸與丙烯酰胺共聚物

（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(chǎn)物

（24）聚甲基丙烯酸氫

（25）交聯(lián)聚丙烯酸鹽

（26）聚丙烯酰胺

（27）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產(chǎn)物

（28）丙烯酸與丙烯酰胺共聚物

（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(chǎn)物

（31）聚甲基丙烯酸氫

（32）聚乙烯醇-酸酐交聯(lián)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(lián)聚乙醇

(37）聚乙烯醇凍結(jié)、解凍后所得彈性體

(38)聚醚類(lèi)

淀粉系

（1）淀粉接枝丙烯晴的水解產(chǎn)物

（2）淀粉接枝丙烯酸鹽聚合物

（3）淀粉接枝丙烯酰胺聚合物

（4）淀粉接枝苯乙烯磺酸聚合物

（5）淀粉黃原酸鹽接枝丙烯酸鹽

（6）淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、順丁烯二酸干接枝共聚

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）接枝丙烯酰胺聚合物

(4)纖維素（或CMC）接枝丙烯腈水解產(chǎn)物

3、其他天然產(chǎn)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(lián)聚丙烯酸鹽

（2）聚丙烯酰胺

（3）丙烯酸酯與乙酸乙烯酯共聚水解產(chǎn)物

（4）丙烯酸與丙烯酰胺共聚物

（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(chǎn)物

（7）聚甲基丙烯酸氫

2、聚乙烯醇系

（1）聚乙烯醇-酸酐交聯(lián)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(lián)聚乙醇

(6）聚乙烯醇凍結(jié)、解凍后所得彈性體

3、聚氧乙烯系

(1)聚醚類(lèi)

聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)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(yáng)離子和兩性型四種類(lèi)型。

物理性質(zhì)

聚丙烯酰胺為白色粉狀物，密謀為1.32g/cm3(23度），玻璃化溫度為188度，軟化溫度近于210度，一般方法干燥時(shí)含有少量的水，干時(shí)又會(huì)很快從環(huán)境中吸取水分，用冷凍干燥法分離的均聚物是白色松軟的非結(jié)晶固體，但是當(dāng)從溶液中沉淀并干燥后則為玻璃狀部分透明的固體，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固體，商品聚丙烯酰胺干燥通常是在適度的條件下干燥的，一般含水量為百分之五至百分之十五，澆鑄在玻璃板上制備的高分子膜，則是透明、堅(jiān)硬、易碎的固體，固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)見(jiàn)表：

固體聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)：

性質(zhì)參數(shù)數(shù)值
外觀(guān)白色粉末或半透明珠?；虮∑?/td>
氣味無(wú)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
展開(kāi)表格特性

1、絮凝性：PAM能使懸浮物質(zhì)通過(guò)電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。

2、粘合性：能通過(guò)機(jī)械的、物理的、化學(xué)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(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，增稠將更明顯。

作用原理

1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時(shí)，與被絮凝物種類(lèi)表面性質(zhì)，特別是動(dòng)電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動(dòng)電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動(dòng)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(tuán)顆粒的各種吸附。

4）增強(qiáng)作用：PAM分子鏈與分散相通過(guò)種種機(jī)械、物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成網(wǎng)狀。

行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

聚丙烯酰胺行業(yè)今后發(fā)展：

盡管全球聚丙烯酰胺市場(chǎng)在2009年受金融危機(jī)的影響呈現(xiàn)衰退跡象，但2011年今后將逐漸回暖，到2015年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到25.1億美元。市場(chǎng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?lái)自于下游行業(yè)的復(fù)蘇、行業(yè)環(huán)保政策要求與產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)服務(wù)帶來(lái)的利潤(rùn)以及新興市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)等。

2012年，我國(guó)聚丙烯酰胺的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭烷_(kāi)采、水處理、造紙、高吸水性樹(shù)脂、冶金和洗煤等。其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：油田開(kāi)采占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其他占3%。石油開(kāi)采是目前我國(guó)聚丙烯酰胺最大的消費(fèi)領(lǐng)域，其消費(fèi)量占國(guó)內(nèi)總消費(fèi)量的81%。水處理是我國(guó)聚丙烯酰胺的第二大消費(fèi)領(lǐng)域，我國(guó)城市污水處理率不足30%，工業(yè)水的重復(fù)利用率為60%，工業(yè)廢水處理率為77%，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大。聚丙烯酰胺作為絮凝劑在我國(guó)城市水處理以及化工、冶金、造紙、印染、制糖、味精、煤炭、建材等行業(yè)的廢水處理的用量將不斷增加，在高吸水性樹(shù)脂、水泥增強(qiáng)劑、粘合劑、皮革復(fù)鞣劑等領(lǐng)域。

預(yù)計(jì)，2012～2018年，聚丙烯酰胺在石油開(kāi)采、采礦、造紙及水處理四大應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)將以7.2%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)。

在石油開(kāi)采工業(yè)中，聚丙烯酰胺被用于鉆井凝聚劑使用，也被用于三次采油。必須采取三次采油工藝來(lái)平衡價(jià)格。鉆井和勘探活動(dòng)的復(fù)蘇也會(huì)促進(jìn)聚丙烯酰胺消費(fèi)增長(zhǎng)。在鉆采過(guò)程中，300萬(wàn)-600萬(wàn)低分子量的聚丙烯酰胺可用作絮凝包被劑。

聚丙烯酰胺在采礦工業(yè)中的應(yīng)用也十分廣泛，不但可以分離礦物和礦石，還可以作為絮凝劑應(yīng)用于廢水處理，以及密封采礦管道等。由于復(fù)雜的定價(jià)結(jié)構(gòu)，南美鈷、煤、銅、黃金、鉆石和鐵礦砂的市場(chǎng)需求也在上升，這將推動(dòng)全球聚丙烯酰胺市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

對(duì)造紙行業(yè)而言，聚丙烯酰胺主要用作紙漿纖維和添加劑的黏結(jié)劑，或者用于廢水處理。相對(duì)于成熟的歐洲和北美市場(chǎng)，中國(guó)、南美、印度和其他亞太市場(chǎng)的增長(zhǎng)勢(shì)頭令人欣喜。但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨于平緩和歐洲債務(wù)危機(jī)的影響，造紙生產(chǎn)增速放緩，阻礙了聚丙烯酰胺市場(chǎng)的發(fā)展。另外，造紙行業(yè)本身的技術(shù)含量不高，市場(chǎng)需求也較為穩(wěn)定，這也就決定了用于該行業(yè)的聚丙烯酰胺所能創(chuàng)造有限的利潤(rùn)。

另外，聚丙烯酰胺在市政污水處理和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域也扮演著重要的角色。日益嚴(yán)格的法規(guī)促進(jìn)了水處理工業(yè)的發(fā)展，市政污水處理領(lǐng)域不僅未受到金融危機(jī)的影響，反而表現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。包括摩洛哥、突尼斯、阿爾及利亞和埃及等國(guó)家在內(nèi)的北非地區(qū)出現(xiàn)了新的市政污水處理市場(chǎng)，而其他一些國(guó)家，例如沙特阿拉伯和卡塔爾，也正在加大對(duì)水處理的私有化投資。在工業(yè)廢水處理方面，煤炭開(kāi)采和熱電站建設(shè)提供了巨大的業(yè)務(wù)空間，而對(duì)中水回用技術(shù)的日益關(guān)注也是一個(gè)市場(chǎng)推動(dòng)因素。