保水剂合成途径与产品类型

高分子保水剂的合成，主要是天然亲水性单体经交联剂和引发剂等助剂发生合成反应而成，其合成反应类型可分3种（黄占斌和夏春良，2005）：接枝共聚反应、羧甲基化反应和交联反应。保水剂的合成方法一般有本体共聚法、溶液共聚法、反向悬浮聚合法和反向乳液聚合法，较先进的方法还有光辐射聚合法和保水剂的共混和复合。保水剂的成分因生产厂家和剂型而不同，主要成分有聚丙烯酸、聚乙烯酸、乙烯酸、异丁烯无水顺式丁烯二酸、淀粉聚丙烯酸、聚乙烯、纤维素、γ-2聚谷氨酸（γ-PGA）等高分子材料。目前，保水剂根据原料来源不同，现有保水剂产品一般分三种类型：第一种为高分子聚合物类，例如聚丙烯酸钠、聚乙烯酸、聚乙烯酰胺类等；第二种为天然高分子改性类，例如改性羧甲基纤维素、纤维素接枝共聚类等；第三种为有机/无机复合类，由黏土矿物与高分子树脂复合（黄占斌等，2007；李备等，2016）。

（一）合成聚合类

合成聚合类保水材料是1970年前后兴起的，是目前发展最快、种类最全、工业化批量生产最多的一类，改高吸水树脂种类很多，具代表性的有聚丙烯酸盐类和丙烯酰胺丙烯盐复合类等。其合成方法主要有水溶液法和方向悬浮聚合法。水溶液法在反应中存在热量不易散失、容易爆聚、出料困难等缺点，但是水溶液法过程简单、成本低廉、对环境污染小，是制备该类高吸水物质备受青睐的方法。

（二）天然高分子改性类

天然高吸水改性类保水材料研究较早，但因工艺繁杂、稳定性较差而迅速被其他方法超越。天然高分子改性类保水材料是由本身存在多个接枝位点且具有一定吸水能力的高分子材料改性而得到。淀粉类、纤维素类、腐殖酸类目前得到广泛研究。

（三）有机/无机复合类

1980年前后，诸多学者通过将高吸水树脂和其他材料复合来改善吸水材料的耐盐性、凝胶强度、保水性能等，有机/无机保水剂在此时期内得到了迅速发展。凭借具有表面羟基、可交换阳离子等特点的黏土矿物被用于和高分子聚合物复合，从而提高了吸水能力，降低了生产成本。该类工艺具有反应过程容易控制、反应物不粘容器、吸水倍率高、成本低廉等特点。