文献综述

题目:无机物/秸秆/聚丙烯酸三元复合保水剂的研究

1 研究的目的及意义

我国是一个非常干旱严重缺水的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多的国家，且我国水资源存在时空分布不均、人口增长过快及水污染等问题，导致我国人均水资源呈现短缺的现状^[1]。

水资源的短缺对世界各国农业、林业以及工业的发展产生了极大的影响，所以研究和使用土壤保水剂是极其必要的。土壤保水剂对缓解干旱，提高水资源的充分利用率有着极高的积极作用。而早些年，人们能用到的吸水材料只有纸、海绵、棉花等吸水能力低下的材料，并且保水的能力很差，极易受到外力后脱水。因此在20世纪60年代，美国北方研究所的C.R.Russell等研究开发出了一种新型的高吸水性树脂材料（Super Absorbent Polymer， SAP），这种材料不溶于水以及有机溶剂，吸水能力可达自身重量的500～2000倍，即使在受热、加压条件下也不易失水，在酸、碱的条件下也能保持较好的稳定性，且可以干燥后重复利用。由于高吸水性树脂材料具有的优异特性，自问世以来取得了迅速发展，特别在建筑、植树造林、沙漠绿化、医疗卫生、环保领域都已得到广泛应用。目前高吸水性树脂已成为吸水材料的研究热点，应用前景十分广阔。

2 国内外研究概况

2.1 国外研究概况

高吸水性树脂作为一种新型高分子材料，其研究应用开始于上个世纪 50 年代。美国 Goodrich公司最先研究出作为增稠剂使用的聚丙烯酸，与此同时，美国科学家Flory建立的Flory吸水理论成为高吸水保水材料发展的坚实的理论基础^[2]。60年代初期，吸水能力为自重10-30倍的交联聚合物产品逐渐步入人们的视野。

然而真正意义上的 SAP 源自于对淀粉接枝丙烯腈的研究，最先开始这项研究的为美国农业部北方研究所的 C.R.Russell 等人^[3]，但制备的产品成本高、强度差，因而限制了其应用。1966年，Fanta等^[4]以铈盐作为引发剂，成功制备了小麦淀粉接枝丙烯腈高吸水树脂, 并且通过测试发现制备的产品具有较高的吸水倍率。