保水劑使用的是高吸水性樹脂它是一種吸水能力特別強的功能高分子材料無毒無害反復釋水吸水因此農業上人們把它比喻為"微型水庫"同時它還能吸收肥料農藥并緩慢釋放增加肥效藥效高吸水性樹脂廣泛用于農業林業園藝建筑材料在工業方面可廣泛應用于石油化工電纜造紙傳感器滅火器具纖維制品化妝品食品保鮮膨脹玩具等

發展歷程

干旱是全世界關注的大事本世紀50年代以來隨著工業的快速發展和人口的急劇膨脹氣候變暖干旱問題變的日益突出這些問題促使各國科學家開始研究解決干旱問題的有效方法20世紀50年代以前人類使用的吸水性材料主要為天然物質和無機物例如天然纖維天然蛋白質50年代Goodrich公司開發了交聯聚丙烯酸的生產技術使得吸水性高分子物質應用于增黏劑

超強吸水性樹脂的出現是1961年美國農業部北方研究所C.R.Russell等從淀粉接枝丙烯腈開始研究該吸水性樹脂最初在亨克爾股份公司（Henkelcorporation）工業化成功其商品名為SGPStarch Graft polymer）當時美國主要以農業為中心積極推廣應用首先應用在土壤改良保水抗旱育種保苗等方面

60年代末至70年代美國StarchGeneral Mills Chemical日本住友化學三洋化成工業等公司相繼成功地開發了高吸水性樹脂其中成效最大的是美國日本法國和德國等

80年代開始出現用其他天然化合物衍生物經化學反應制取吸水性物質合成超強吸水性樹脂的發展促進應用研究的開展

吸水性復合材料在20世紀80年代產生由于它能改善超強吸水性樹脂的耐鹽性吸水速度吸水后水凝膠的強度等許多性能所以發展迅速近年已開始研究吸水性高分子物的共混技術這些為發展高吸水性材料提供了更加廣闊的前景

中國高吸水性樹脂的研究工作起步較晚80年代開始起步近20年來全國已有近20個單位先后進行了研究有的已轉入中試階段并有小批量的生產目前國內已有批量生產能力的廠家這些生產廠的產品都是聚丙烯酸鈉或淀粉接枝聚丙烯酸鈉該類產品質量除了化合物組成本身外主要還和設備技術工藝有關國外進口產品主要有比利時TC（Terra Cottem 土壤植被與科特姆簡稱）法國SNF的AQUASORB保水劑德國Stockhau Sen生產的Stocksorb保水劑隨著國家對生態環境建設投資加大和重視國內保水劑類產品研究開發生產呈現一輪高潮

吸水原理

保水劑的吸水原理相同于一般SAPs是高分子電解質分子鏈在水中酰胺基和/或羧基團同性相斥使分子鏈擴張力和由于交聯點的限制分子鏈的擴張力而相互作用而成的以聚丙烯酰胺為例保水劑會有大量酰胺和羧基親水基團利用樹脂內部離子和基團與水溶液相關成分的濃度之差產生的滲透壓及高分子電解質與水的親和力而可大量吸水直至濃度差消失為止而控制保水劑達到令人滿意吸水程度的是橡膠彈力分子結構交聯度越高橡膠彈力越強而橡膠彈力和吸水力的平衡點即是其表觀吸水能力
由于分子結構交聯分子網絡所吸水分不能用一般物理方法擠出而起到保水作用
由此同樣組成的聚合物交聯度越低吸水倍率相對越高其保水性穩定性和凝強度就越低反之亦然所以國際上對于使用周期較長的保水劑自然需要較高的交聯度并不追求高吸水倍率和速率以聚丙烯酰胺為例其表觀倍率并不高吸水速率也依粒徑不同差別很大凝強度高的保水劑吸水后有一定形狀不易解體利于土壤透氣吸放水可逆性好因為保水劑一般摻入地下5至15厘米故國際上現在更強調加壓下的吸水倍率依粒徑不同聚丙烯酰胺型吸純水倍率150-300