SAP原理

目前世界高吸水樹脂生產(chǎn)中，聚丙烯酸系占到80%。 高吸水樹脂一般為含有親水基團(tuán)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子電解質(zhì)。吸水前，高分子鏈相互靠攏纏在一起，彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到整體上的緊固。與水接觸時(shí)，水分子通過毛細(xì)作用及擴(kuò)散作用滲透到樹脂中，鏈上的電離基團(tuán)在水中電離。由于鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反離子不能遷移到樹脂外部，樹脂內(nèi)外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓。水在反滲透壓的作用下進(jìn)一步進(jìn)入樹脂中，形成水凝膠。 同時(shí)，樹脂本身的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及氫鍵作用，又限制了凝膠的無限膨脹。 當(dāng)水中含有少量鹽類時(shí)，反滲透壓降低，同時(shí)由于反離子的屏蔽作用，使高分子鏈?zhǔn)湛s，導(dǎo)致樹脂的吸水能力大大下降。通常，高吸水樹脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去離子水中的1/10左右。 吸水和保水是一個(gè)問題的兩個(gè)方面，林潤雄等對(duì)此進(jìn)行了熱力學(xué)探討。在一定溫度和壓力下，高吸水樹脂能自發(fā)地吸水，水進(jìn)入樹脂中，使整個(gè)體系的自由焓降低，直到平衡。若水從樹脂中逸出，使自由焓升高，則不利于體系的穩(wěn)定。差熱分析表明，高吸水樹脂吸收的水在150°C以上仍有50%封閉在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。因此，常溫下即使施加壓力，水也不會(huì)從高吸水樹脂中逸出，這是由高吸水樹脂的熱力學(xué)性質(zhì)決定的。

高吸水聚合物是上世紀(jì)60年代末發(fā)展起來的。1961年美國農(nóng)業(yè)部北方研究所首次將淀粉接枝于丙烯腈，制成一種超過傳統(tǒng)吸水材料的 HSPAN淀粉丙烯腈接枝共聚物。1978年日本三洋化成株式會(huì)社率先將高吸水聚合物用于一次性尿布，從此引起了世界各國科學(xué)工作者的高度重視。上世紀(jì)70年代末，美國UCC公司提出用放射線處理交聯(lián)各種氧化烯烴聚合物，合成了非離子型高吸水聚合物，其吸水能力達(dá)到2000倍，從而打開了合成非離子型高吸水聚合物的大門。1983年，日本三洋化成又采用丙烯酸鉀在甲基二丙烯酰胺等二烯化合物存在下，進(jìn)行聚合制取高吸水聚合物。之后，該公司又連續(xù)制成了各種改性聚丙烯酸和聚丙烯酰胺組合的高吸水聚合物體系。上世紀(jì)末，各國科學(xué)家又相繼進(jìn)行開發(fā)，使高吸水聚合物在世界各國迅速發(fā)展。目前，已形成日本觸媒、三洋化成和德國Stockhausen公司三大生產(chǎn)集團(tuán)三足鼎立態(tài)勢(shì)，它們控制著當(dāng)今世界70%的市場(chǎng)，彼此之間又以技術(shù)合作方式進(jìn)行國際性聯(lián)合經(jīng)營，壟斷世界所有國家的高吸水聚合物銷售權(quán)。 高吸水聚合物用途廣泛，應(yīng)用前景非常廣闊。目前其主要用途仍然是衛(wèi)生用品，約占市場(chǎng)總量的70%左右。

由于聚丙烯酸鈉高吸水樹脂吸水能力很大，并具有優(yōu)異的保水性能，所以作為土壤保水劑在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面應(yīng)用范圍很廣。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸鈉，就能提高某些豆類的發(fā)芽率和豆苗的抗旱能力，使土壤的透氣性能增強(qiáng)。另外，由于高吸水樹脂的親水性及優(yōu)良的防霧性和抗結(jié)露性能，所以又可作為新的包裝材料。利用高吸水聚合物獨(dú)特性能制成的包裝薄膜可有效地保持食品鮮度。在化妝品中加入少量的高吸水聚合物，還可使其乳液粘度增大，是一種理想的增稠劑。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，在工業(yè)上又可作為脫水劑。

由于高吸水聚合物具有無毒、對(duì)人體無刺激性、無副反應(yīng)、不引起血液凝固等特點(diǎn)，近年來，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。例如，用于含水量大、使用舒適的外用軟膏；生產(chǎn)能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液，并可防止化膿的醫(yī)用繃帶及棉球；制造能使水分和藥劑通過而微生物不能透過的抗感染性人造皮膚等。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已越來越受到人們的關(guān)注。如果將高吸水聚合物裝入到一個(gè)可溶于污水的袋中，并將此袋浸入污水中，當(dāng)袋子被溶解后，高吸水聚合物就可迅速地吸收液體而使污水固體化。

在電子工業(yè)中，高吸水聚合物還可用作濕度傳感器、水分測(cè)量傳感器及漏水檢測(cè)器等。高吸水聚合物可作為重金屬離子吸附劑及吸油材料等。

總之，高吸水聚合物是一種用途非常廣泛的高分子材料，大力開發(fā)高吸水聚合物樹脂具有巨大的市場(chǎng)潛力。在我國北方大部分地區(qū)干旱少雨的情況下，如何進(jìn)一步推廣和使用高吸水聚合物，是擺在農(nóng)業(yè)和林業(yè)科技工作者面前的一項(xiàng)迫切任務(wù)。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施過程中，在改良土壤的工作中，大力開發(fā)和應(yīng)用高吸水聚合物的多種實(shí)用功能，具有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)效益和潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

1、在農(nóng)業(yè)與園藝方面的應(yīng)用

用于農(nóng)業(yè)與園藝方面的高吸水性樹脂又稱為保水劑和土壤改良劑。我國是世界上缺水較嚴(yán)重的國家，因此，保水劑的應(yīng)用就顯得越來越重要，目前國內(nèi)已有十幾家科研院所的研制高吸水性樹脂產(chǎn)品用于糧、棉、油、糖、煙、果、菜、林等60多種植物上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，推廣面積超過7萬多公頃，并在西北、內(nèi)蒙等地利用高吸水性樹脂進(jìn)行大面積防砂綠化造林。用于這方面的高吸水性樹脂主要是淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯(lián)物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物，其中鹽已由鈉型轉(zhuǎn)向鉀型。使用的方法主要有拌種、噴撤、穴施、或用水調(diào)成糊狀后浸泡植物根部。同時(shí)，還可以利用高吸水性樹脂對(duì)化肥進(jìn)行包衣后施肥，充分發(fā)揮化肥的利用率，防止浪費(fèi)和污染。國外還利用高吸水性樹脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。

2、在醫(yī)用、衛(wèi)生方面的應(yīng)用

主要用作衛(wèi)生巾、嬰兒尿布、餐巾、醫(yī)用冰袋；用于調(diào)節(jié)環(huán)境氣氛的膠狀日用芳香材料。用作軟膏、霜?jiǎng)?、擦劑、巴布劑等的基質(zhì)醫(yī)用材料，具有保濕、增稠、皮膚浸潤、膠凝的作用。還可以制作成控制藥物釋放量、釋放時(shí)間、釋放空間的智能載體。

3、在工業(yè)方面的應(yīng)用

利用高吸水性樹脂高溫吸水低溫釋放水的功能制作工業(yè)防潮劑。在油田采油作業(yè)中，尤其老油田的采油作業(yè)，利用超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺的水溶液進(jìn)行驅(qū)油效果非常好。還可以用于有機(jī)溶劑的脫水，尤其對(duì)極性小的有機(jī)溶劑其脫水效果十分顯著。還有工業(yè)用的增稠劑、水溶性涂料等。

4、在建筑方面的應(yīng)用

在水利工程使用的遇水快速膨脹材料，是純粹的高吸水性樹脂，主要用于汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預(yù)制縫的堵水；用于城市污水處理和疏竣工程的泥漿固化，以便于挖掘和運(yùn)輸?shù)取?100433B

2010年推出SAP Trivex全能鏡片

2011年推出SAP全視線變色鏡片

2012年推出SAP低耗減疲勞鏡片、SAP視閱智能鏡片、SAP底非漸進(jìn)鏡片

2013年推出戶外系列SAP近視太陽鏡片/高面彎染色太陽鏡片，SAP偏光鏡片，同年推出SAP艾耐舒變色鏡片。

2014年推出SAP低耗-防藍(lán)光雙抗鏡片。同年底作推出折射率1.76的樹脂鏡片---SAP鼎臻雙非鏡片。

2015年推出SAP e藍(lán)科防藍(lán)光鏡。同年再次推出SAP Pro-king鏡片，采用東海SPS防護(hù)盾超級(jí)膜，鏡片耐磨耐劃傷。

2016年推出了適合年輕群體的SAP多樣炫彩近視太陽鏡片，同年推出SAP康唯視變色鏡片，屬于膜層變色鏡片。

2018年推出SAP皇玉至尊冰潔膜鏡片以及SAP晶翼雙面非球面鏡片。

SAP，取名自愛因斯坦所說“Everything should be made as Simple as Possible”，強(qiáng)調(diào)任何事情都應(yīng)盡量簡單。特別是在這個(gè)步伐迅速的年代，SAP所提出”簡單生活，享受自我”的簡約作風(fēng)，更應(yīng)該在當(dāng)代被推崇。選擇眼睛健康，選擇SAP，就這么簡單。

Simple as Possible --- 極簡生活

高吸水樹脂按原料分類

高吸水樹脂是一類含有親水基團(tuán)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的大分子，最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再經(jīng)皂化制得。按原料劃分，有淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纖維素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)幾大類。其中聚丙烯酸系高吸水樹脂較淀粉系及纖維素系相比，具有生產(chǎn)成本低、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、吸水能力強(qiáng)、產(chǎn)品保質(zhì)期長等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前世界高吸水樹脂生產(chǎn)中，聚丙烯酸系占到80%以上。

高吸水樹脂吸水性能

高吸水樹脂一般為含有親水基團(tuán)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子電解質(zhì)。吸水前，高分子鏈相互靠攏纏在一起，彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到整體上的緊固。與水接觸時(shí)，水分子通過毛細(xì)作用及擴(kuò)散作用滲透到樹脂中，鏈上的電離基團(tuán)在水中電離。由于鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反離子不能遷移到樹脂外部，樹脂內(nèi)外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓。水在反滲透壓的作用下進(jìn)一步進(jìn)入樹脂中，形成水凝膠。

同時(shí)，樹脂本身的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及氫鍵作用，又限制了凝膠的無限膨脹。

當(dāng)水中含有少量鹽類時(shí)，反滲透壓降低，同時(shí)由于反離子的屏蔽作用，使高分子鏈?zhǔn)湛s，導(dǎo)致樹脂的吸水能力大大下降。通常，高吸水樹脂在0.9% NaCl溶液中的吸水能力只有在去離子水中的1/10左右。

吸水和保水是一個(gè)問題的兩個(gè)方面，在一定溫度和壓力下，高吸水樹脂能自發(fā)地吸水，水進(jìn)入樹脂中，使整個(gè)體系的自由焓降低，直到平衡。若水從樹脂中逸出，使自由焓升高，則不利于體系的穩(wěn)定。差熱分析表明，高吸水樹脂吸收的水在150°C以上仍有50%封閉在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。因此，常溫下即使施加壓力，水也不會(huì)從高吸水樹脂中逸出，這是由高吸水樹脂的熱力學(xué)性質(zhì)決定的。

高吸水樹脂發(fā)展

高吸水聚合物是上世紀(jì)60年代末發(fā)展起來的。1961年美國農(nóng)業(yè)部首次將淀粉接枝于丙烯腈，制成一種超過傳統(tǒng)吸水材料的 HSPAN淀粉丙烯腈接枝共聚物。1978年日本率先將高吸水聚合物用于一次性尿布，從此引起了世界各國科學(xué)工作者的高度重視。上世紀(jì)70年代末，美國提出用放射線處理交聯(lián)各種氧化烯烴聚合物，合成了非離子型高吸水聚合物，其吸水能力達(dá)到2000倍，從而打開了合成非離子型高吸水聚合物的大門。1983年，日本又采用丙烯酸鉀在甲基二丙烯酰胺等二烯化合物存在下，進(jìn)行聚合制取高吸水聚合物。之后，又連續(xù)制成了各種改性聚丙烯酸和聚丙烯酰胺組合的高吸水聚合物體系。上世紀(jì)末，各國科學(xué)家又相繼進(jìn)行開發(fā)，使高吸水聚合物在世界各國迅速發(fā)展。

高吸水樹脂用途

高吸水聚合物用途廣泛，應(yīng)用前景非常廣闊。目前其主要用途仍然是衛(wèi)生用品，約占市場(chǎng)總量的70%左右。由于聚丙烯酸鈉高吸水樹脂吸水能力很大，并具有優(yōu)異的保水性能，所以作為土壤保水劑在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面應(yīng)用范圍很廣。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸鈉，就能提高某些豆類的發(fā)芽率和豆苗的抗旱能力，使土壤的透氣性能增強(qiáng)。另外，由于高吸水樹脂的親水性及優(yōu)良的防霧性和抗結(jié)露性能，所以又可作為新的包裝材料。利用高吸水聚合物獨(dú)特性能制成的包裝薄膜可有效地保持食品鮮度。在化妝品中加入少量的高吸水聚合物，還可使其乳液粘度增大，是一種理想的增稠劑。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，在工業(yè)上又可作為脫水劑。

由于高吸水聚合物具有無毒、對(duì)人體無刺激性、無副反應(yīng)、不引起血液凝固等特點(diǎn)，近年來，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。例如，用于含水量大、使用舒適的外用軟膏；生產(chǎn)能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液，并可防止化膿的醫(yī)用繃帶及棉球；制造能使水分和藥劑通過而微生物不能透過的抗感染性人造皮膚等。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已越來越受到人們的關(guān)注。如果將高吸水聚合物裝入到一個(gè)可溶于污水的袋中，并將此袋浸入污水中，當(dāng)袋子被溶解后，高吸水聚合物就可迅速地吸收液體而使污水固體化。

在電子工業(yè)中，高吸水聚合物還可用作濕度傳感器、水分測(cè)量傳感器及漏水檢測(cè)器等。高吸水聚合物可作為重金屬離子吸附劑及吸油材料等。

總之，高吸水聚合物是一種用途非常廣泛的高分子材料，大力開發(fā)高吸水聚合物樹脂具有巨大的市場(chǎng)潛力。今年在我國北方大部分地區(qū)干旱少雨的情況下，如何進(jìn)一步推廣和使用高吸水聚合物，是擺在農(nóng)業(yè)和林業(yè)科技工作者面前的一項(xiàng)迫切任務(wù)。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施過程中，在改良土壤的工作中，大力開發(fā)和應(yīng)用高吸水聚合物的多種實(shí)用功能，具有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)效益和潛在的經(jīng)濟(jì)效益。