高吸水性聚合物
高吸水性聚合物（Superabsorbent polymers，简称SAP，也称为高吸水性树脂），是一种含有强亲水性基团的新型功能高分子材料，不溶于水，但能够吸收并保留相对于其本身质量要大得很多的液体。这些材料属于水凝胶类，通过与水分子形成的氢键来吸收溶液，因此其吸水能力受溶液离子浓度的影响。
简介
高吸水性聚合物是含有强亲水性基团的聚合物，不溶于水，但可以吸收自重数十、数百甚至上千倍水的聚合物。其原料大致可分为淀粉体系、纤维素体系和合成聚合物体系。在生产过程中，涉及的化学反应有疏水性聚合物与亲水性单体接枝聚合、疏水性聚合物的羧甲基化反应和水溶性聚合物的交联。例如：以淀粉或纤维素为原料，用盐作催化剂，使其与丙烯腈接枝共聚，再用碱水解，使接枝的聚丙烯腈转化成聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠。又如：丙烯酸钠水溶液在烃类溶剂中进行交联聚合；或将聚乙烯醇用环酐（邻苯二甲酸酐、马来酸酐等）进行化、交联。高吸水性聚合物吸水速率快，吸水后即溶胀呈凝胶状态。由于被吸收的水主要封存在有机高分子化合物网络内，因而它具有吸水后不易失去水分，干燥后可以恢复原有吸水能力的特点。
在纯水和蒸馏水中，高吸水性聚合物可以吸收500倍于本身重量（30-60倍于本身体积），但在0.9%盐水中，吸收能力下降到50倍于本身重量。溶液中的价态阳离子的出现会妨碍高分子与水分子形成氢键的能力。总吸收性和膨胀能力由高分子的交联类型和交联度所控制。低密度交联的高吸水性聚合物通常具有较高吸水能力，并膨胀到较大程度，而高交联密度的有机高分子化合物显示出较低的吸收能力和膨胀能力，但胶的强度较强，能在适当的压力下保持颗粒的形状。
分类
已工业化的高吸水性聚合物有两类：一类是在淀粉或纤维素BOBBIN上接以亲水性聚合物，如丙烯腈在玉米淀粉上接枝聚合再水解；第二类是合成的交联聚丙烯酸钠。前一类吸水量大，原料成本低，并有微生物降解特性。后者的吸水量较低，原料成本高，且不易被微生物降解而腐败，两者均已有工业化生产，其中以美国的亨克尔公司和陶氏化工，日本的三洋化成工业公司和制铁化学工业公司产量最大。
用途
高吸水性聚合物用途甚广。加入土壤中可以保水；用于栽花、种菜、育苗，可以调节和保持水分；制成医用绷带、棉球、纱条、海绵，可用于吸水手术和外伤止血等；加入纸浆制成超吸水纸，可用作妇女卫生巾、儿童尿布等，亦可作为水果、蔬菜的保鲜和保水的包装纸；掺入水泥砂浆，可以改良水泥预制品性能；用以吸收农药、肥料，可以起到控制释放作用，达到提高药效、肥效的目的。此外，高吸水性聚合物还被广泛应用于个人卫生用品，如成人安全内裤和卫生巾，以及在园艺保水剂、废物泄漏控制、电影或舞台剧中人工造雪等领域。1978年，日本首次将其投入商业化应用，用在了卫生巾上，而美国最早将其用来照顾居家病人的一次性床垫。
高吸水性聚合物的历史可以追溯到1960年代早期，当时美国农业部为了改善土壤保水率，开发了基于聚合物嫁接到淀粉分子主链上的没药树。淀粉丙烯腈共聚物水解产品能够吸收自重400多倍的水，且不会像纤维基吸收材料那样释放水。这种有机高分子化合物被称为“超级吸湿材料”，美国农业部将这种技术转给一些美国公司，以寻求这一基本技术的进一步发展。尝试了大范围的组合，包括丙烯酸、丙酰胺和聚乙烯醇（PVA）。丙烯/丙胺共聚物被设计用于含高电解质/矿物质的条件下，并且在大量干/湿循环下的长期稳定性，主要用于农业和园艺业。而高强度的丙酰胺单体可以用作医用泄漏控制剂，电线电缆的防水。
高吸水性聚合物的当代合成主要采用两种方法：溶液聚合或悬浮聚合。溶液聚合是目前最普遍的生产过程，有效且成本较低。在这一过程中，水基单体用于生产一定量的反应聚合胶，聚合的反应能（放热）被用来驱动这一过程，以减少生产成本。反应物聚合物胶然后被粉碎、干燥并研磨到最终的粒径。任何提高高吸水性聚合物性能的措施通常在最终粒径完成后进行。悬浮聚合则提供了更高的生产管理和产品工程水平，能够在反应器中生成初级有机高分子化合物颗粒而不是在反应后机械粉碎，在反应阶段中或者后也可以进行性能增强。
除了上述用途，高吸水性聚合物还有其他多种应用，包括但不限于水弹、蜡烛、复合材料和胶合板、杀虫剂和除草剂的释放控制、尿布和失禁服、饲料昆虫的防淹死水源、过滤应用、阻燃凝胶、香水携带剂、青蛙带（设计用于乳胶漆的高科技胶带）、水胀玩具（例如：水晶宝宝）、冷热治疗包、保冷剂（冷藏或冷冻配送时使用）、医疗废物固定化、尸垫、不动水床、泄漏控制、手术垫、盆栽土壤（例如：魔晶土）、废物稳定及环境整治、植物的保水和供水、电线电缆阻水以及伤口敷料。