壳聚糖基高吸水性树脂的制备与应用进展.docx

壳聚糖基高吸水性树脂是近年来研究的热点，主要因为它们的环保特性和多功能性。高吸水性树脂（SAPs）是一种能够吸收并保持大量水分的三维网络聚合物材料，常用于尿布、卫生用品以及干旱地区土壤保水等场景。传统商业化的SAPs多源自石油产品，如丙烯酸和丙烯酰胺，虽然吸水能力强，但生物相容性差，不易降解，可能对环境造成影响。 壳聚糖是从甲壳素脱乙酰化得到的天然碱性多糖，具有生物相容性、生物降解性、成膜性以及抗菌性等优点，是制备环保型高吸水性树脂的理想原料。壳聚糖分子中含有丰富的氨基和羟基，这些活性官能团使得壳聚糖在温和条件下就能进行化学修饰，形成高吸水性树脂。 壳聚糖基高吸水性树脂的制备通常采用溶液聚合法，通过接枝共聚将亲水性单体如丙烯酸和丙烯酰胺连接到壳聚糖骨架上。例如，使用过硫酸铵作为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，通过自由基聚合反应可以将丙烯酸和丙烯酰胺接枝到壳聚糖上。这种树脂显示出良好的吸水能力和pH敏感性。 然而，引发剂和交联剂的使用会增加生产成本，并可能导致产品有毒性，限制了其在生物医学领域的应用。因此，研究人员开发了无引发剂和交联剂的热反应法来制备壳聚糖接枝丙烯酸的高吸水性树脂，这种方法减少了毒性，扩大了应用范围。 通过热反应法制备的壳聚糖基高吸水性树脂在无外加引发剂和交联剂的情况下仍能展现出优异的吸水性能，且对环境友好。这种方法的反应机制涉及到壳聚糖分子在加热条件下与丙烯酸自发发生交联聚合，形成三维网络结构。 壳聚糖基高吸水性树脂在农业上可以作为土壤保水剂，提高干旱地区的作物存活率；在污水处理中，它可以吸附废水中的污染物，提高水质；在生物材料领域，其生物相容性和可降解性使其有望成为组织工程和药物载体的候选材料。 未来的研究方向可能包括优化壳聚糖基高吸水性树脂的合成工艺，提高其性能，例如增加吸水率、调节pH响应性，以及探索更多新的应用领域。此外，开发更多的环保型合成策略和生物基单体也将是该领域的重要课题。壳聚糖基高吸水性树脂以其独特的性质和可持续的生产方式，为解决环境问题和推动绿色科技发展提供了新的可能。