超吸水纖維

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材料介紹

超吸水纖維( super absorbent fiber，SAF) 是具

有能夠吸收自身重量幾十倍甚至上百倍水分的功

能纖維，它是繼超吸水樹脂(SAP)之后而發展起來的一種新型功能材料。

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吸水原理

吸水纖維的吸水性主要取決于纖維大分子上-OH、-NH2、-CONH2、-COOH、-SO3Na、-COONa 等親水基團的數量和種類，通過這些親水基團與 H2O 分子形成締合氫鍵，使 H2O 分子存留在纖維上，這是化學鍵的作用;另外還有物理吸附作用，就是依靠纖維內部微孔、縫隙和纖維之間的毛細孔隙等微孔結構，可通過毛細管效應吸收和傳遞水分。另外聚合物中親水基越多，則吸水能力越大;交聯密度越高，則吸水能力越低[1]。

纖維中除了親水基團直接吸收水分外，由于已被吸附的水分子也是極性的，它可以通過氫鍵再與其它水分子相互作用，形成水分子的多層吸附，稱為間接吸附水分子，如圖1所示。

圖1  SAF 對水分子的直接與間接吸附示意圖

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制備方法

SAF 是具有一定交聯度的、水不溶性的、親水

性聚合物纖維材料，依據制備工藝不同可分為:親

水性聚合物紡絲法、超吸水樹脂紡絲法、纖維的親水化改性、超吸水無紡布的織造法。

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SAF的應用

纖維狀超吸水材料吸水表面積大，吸水速率快，手感柔軟，有一定的強度，且不易脫落或遷移，這些特性顯著拓展了超吸水材料的應用范圍，尤其適合制備超吸水織物。SAF可應用于醫療衛生用品、吸濕發熱織物、油水分離材料、電池隔膜材料和電纜阻水材料、建筑防結露材料、阻火材料、農林業保水材料、食品保鮮材料等。

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未來展望

與國外先進水平相比，我國在 SAF 材料的開發和應用研究方面仍存在較大差距。在未來的研究，應該集中從以下幾個方面進行深入探索:

01

清潔化制備方法

簡化生產工藝，降低生產成本，努力做到低排放和零排放，因為大多數高吸水性材料都需要經過交聯反應，現有的紡絲技術一般都不具備紡絲的同時進行交聯反應，如能創新紡絲技術，可為開發綜合性能優異、生產成本更低、更綠色環保的高吸水纖維開辟一條新途徑。

02

提高可循環再生性和改善易降解性

高分子材料的循環、再生和易降解是當前減少固體廢棄物有效方法之一。

03

深入研究吸水保水機理

吸水保水機理的研究有助于設計新型超吸水材料，將無毒無害的無機材料用于超吸水纖維，也是研究的方向之一。

04

毒理學研究

加大生態環保和毒理學研究力度，通過研究原料殘留物、降解產物毒理學研究，開展“綠色、環保、可降解、零排放”研究進程。

05

繼續提高產品設計能力，拓寬產品應用領

域，加大復合型材料開發力度。

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SAF 可廣泛應用于吸水、保水、防水、分水等領域，也就是“有水就有 SAF 的用武之地”，目前 95%的產量都用于醫療衛生方面，如能進一步拓寬在農業、林業、防風固沙、電線電纜、建筑、電池等其它領域，其用途必將給 SAF 的發展注入新動力。

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