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·420· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

树脂网络内外的渗透压减小，网络无法进一步扩张 燥过程中，未参与交联反应的部分环氧端基会在干
而导致。 燥温度下继续反应，这些过程的出现均会对复合树
2.9 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂的保水性能 脂的网络结构造成影响，最终使树脂在重复使用时
图 10 为 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在常压和 溶胀度下降。在重复使用 1 次之后，这些过程的影
加压下的保水性能实验结果。 响几乎被消除，溶胀性能趋于稳定。此外，实验结
果也表明，树脂在重复使用 4 次后，平衡溶胀度仍
然能够达到首次使用时平衡溶胀度的 55%。

图 10 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在常压和加压下的保
水性能

Fig. 10 Relationship between water retention and time at 图 11 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂的重复使用性能
atmospheric pressure and elevated pressure
Fig. 11 Bar chart of the relationship between Q and cycle
index
从图中可以看出，在常温常压下，溶胀后的复
合树脂在第 1 d 失水比较大；在第 2 d 失水量开始减 3 结论
少（保水率 92.1%）；放置超过约 12 d 后，保水率恒
定在 72.2%。由此可见，γ-PGA/ATP 树脂在常温常 （1）采用 ATP 和 γ-PGA 为原料，以聚乙二醇二
压下具有较好的保水能力。在加载一定的压力后， 缩水甘油醚为交联剂，制得了可降解的 γ-PGA/ATP
复合树脂保水率会有所下降，但是基本上从 12 d 左 复合高吸水树脂。考察了 γ-PGA 的质量分数和 ATP
右开始保持恒定；当加载 50 g 压力时，复合树脂的 用量对树脂溶胀度的影响，发现当 γ-PGA 的质量分
保水率最终保持在 68.3%；当加载 100 g 压力时，复 数为 14%，ATP 用量为 6%时，样品在蒸馏水中的
合树脂的保水率最终保持在 58.4%；当加载 200 g 压 溶胀度较高，为 820 g/g。
力时，复合树脂的保水率最终保持在 57.2%，与加载 （2）pH 对样品的溶胀行为影响较大，适宜的
100 g 压力时的保水率差别不大。可见，γ-PGA/ATP pH 范围为 5~9；ZnCl 2 溶液对树脂溶胀行为的影响
复合高吸水树脂具有较好的保水能力。第 1 d 失水 较大，在质量分数为 0.05%~0.50%时出现了过溶胀
比较快是因为凝胶中大部分的水都以自由水的形式 现象；复合树脂在 NaCl 水溶液中的溶胀曲线与在
存在，而自由水是较易失去的。随着树脂内外表面 Na 2 SO 3 水溶液中的溶胀曲线具有相同的变化规律。
的水分蒸发，树脂表面形成了一层膜，使失水速度慢 （3）γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂在常温常压下

慢下降。此外，树脂内部的—COO 、—OH 和—COOH 以及加压条件下均具有良好的保水能力。
会与水形成氢键或物理作用，将水分吸附在网络内， （4）基于其较好的吸水性能和保水性能，可以
蒸发这一部分水所需要的能量较大，故样品具有良 将其应用在农林医疗等领域。
好的保水性。
参考文献：
2.10 γ-PGA/ATP 复合高吸水树脂的重复使用性能
[1] Zhang Y, Wu F, Liu L. Synthesis and urea sustained-release behavior
高吸水树脂重复使用性能是衡量高吸水树脂使
of an eco-friendly superabsorbent based on flax yarn wastes[J].
用性能的一个标志，因此对 γ-PGA/ATP 复合高吸水 Carbohydrate Polymer, 2013, 91(1): 277-283.
树脂的重复使用性能进行了考察，结果如图 11 所示。 [2] Azeem B, Kushaari K, Man Z B. Review on materials & methods to
从图中可以看出，高吸水树脂的溶胀度随着使 produce controlled release coated urea fertilizer[J]. Journal of
用次数的增加而降低；前两次降幅比较明显，之后 Controlled Release, 2014, 181(1): 11-21.
[3] Costa A M, Mano J F. Extremely strong and tough hydrogels as
溶胀度几乎不变。这可能与溶胀过程和干燥过程中
prospective candidates for tissue repair—A review[J]. European
体系结构的变化有关。在溶胀过程中，会有一部分 Polymer Journal, 2015, 72: 344-364.
并未交联的线性高分子链从主体结构逸出，而在干 [4] Wang Z, Elimelech M, Lin S. Environmental applications of