亲水吸水性泡沫塑料的三类制备方法及技术细节

一、制备方法分类及核心工艺
亲水吸水性泡沫塑料的制备主要分为以下三类，各类方法在原理、工艺及应用上存在明确差异：
1.配方添加吸水树脂法
在聚氨酯发泡配方中直接引入吸水树脂，利用树脂自身吸水能力提升泡沫亲水性能。常用树脂包括聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、水凝胶、甲基丙烯酸酯 - 苯乙烯共聚树脂等。
该方法可通过两种工艺实现：一是将吸水树脂与二异氰酸酯制备成预聚体；二是采用一步法发泡工艺，操作相对简便。

2.分子链引入亲水基团法
在聚醚或聚酯的分子链中接入亲水链节或基团（如气化乙烯、三乙醇胺），并通过调整亲水性链节的比例，精准控制泡沫塑料的吸水量，从分子结构层面优化亲水性能。

3.浸渍法
将软质聚氨酯泡沫塑料浸泡于亲水树脂水溶液中，经干燥处理后，即可得到具备吸水性的聚氨酯泡沫塑料，工艺流程简短，适合批量处理。


二、关键制备技术详解
（一）吸水性软质聚氨酯泡沫塑料制备

• 核心特点：兼具良好吸水功能与负重稳定性，在 2KG 负荷加压下仍能保持高效吸水性能。
  

• 关键性能指标：
  

性能参数	数值
密度	0.031g/cm3
泡沫体自重	6.8g
饱和吸水量的重量	195g
2KG 负荷加压下的重量	182g
吸水保持率	93%

（二）吸水保水性聚氨酯树脂制备

• 应用场景：广泛用于生理用品、卫生材料、土木建筑吸水剂 / 止水剂、农林园艺土壤保水剂、植物栽培土及油水分离剂。
  

• 制备原料：多异氰酸酯、含羟基 / 胺基的高吸水性树脂（活性氢化合物的一部分）、催化剂、发泡剂、链增长剂，及无机纤维、无机粉末、颜料 / 染料、香料等添加剂。
  

• 表面含羟基高吸水性树脂制备：
  

1.原料配比：

原料	用量
环已烷	500ml
山梨醇酐单硬脂酸酯	3.69 克
丙烯酸	60 克
离子交换水	80 克
98% 苛性碱	25 克
过硫酸钾	0.3 克
丙烯酸 2 - 羟乙基酯	15 克
乙二醇二缩水甘油醚	0.06 克

2.工艺步骤：

• 步骤 1：反应器中加入环已烷与山梨醇酐单硬脂酸酯，氮气保护下升温至 75℃。
  

• 步骤 2：将 60 克丙烯酸用含 25 克苛性钠的离子交换水中和，加入 0.2 克过硫酸钾溶解，通入氮气；另将玉米淀粉与水在氮气保护、90℃下搅拌 1 小时制得淀粉胶体，冷却至 20℃后加入丙烯腈、硝酸铈铵水溶液，20~30℃反应 2 小时（淀粉与丙烯腈摩尔比 1:4），产物过滤洗涤后加入氢氧化钙水溶液，90~95℃反应 3 小时生成凝胶。
  

• 步骤 3：1 小时内将步骤 2 的反应物滴入步骤 1 的物料中聚合，共沸脱水 76 克，得到含水率 17% 的吸水性树脂。
  

• 步骤 4：向上述树脂的环已烷分散液中，加入丙烯酸 2 - 羟乙基酯、0.1 克过硫酸钾及交联剂水溶液（0.06 克甘油醚 + 15 克水），75℃反应 1 小时，减压蒸去环已烷，80~100℃减压干燥，最终得到表面含羟基的高吸水性树脂。
  

（三）吸水保水性聚氨酯泡沫制备

• 应用场景：适用于土壤保水材、农林业育苗、防露剂及其他需吸水保水的场合。
  

• 制备工艺：可通过预聚体法或一步法工艺制备，核心是在多元醇、多异氰酸酯、催化剂、发泡剂体系中加入吸水性树脂。
  

• 关键配方与性能：
  

1.预聚体配方：

原料（聚四氢呋喃醚二元醇，分子量 200）	用量
聚四氢呋喃醚二元醇	200
TDI（80/20）	81-83
预聚体 NCO 含量	30%

2.泡沫配方：

原料	重量份数
预聚体（NCO 30%）	281
表面羟基高吸水性树脂	30
聚醚（羟值 32，伯羟基 30%）	96-98
三羟甲基丙烷	4
水	5
硅油	0.1

硫化条件：70℃×20 分钟
核心性能：吸水量 60.1g/g，吸水膨胀时树脂脱离量 3.0%。