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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