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07 纸尿裤为什么可以大量吸水（第1页）

07　纸尿裤为什么可以大量吸水

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我们平常用的抹布可以吸收2～3倍自身重量的水，但纸尿裤可以吸收1000倍自身重量左右的水，这究竟是什么原理呢？

◎高吸水树脂的锁水能力

纸尿裤的吸水部分是用高吸水树脂（高吸水聚合物，SAP）这种塑料制作成的。

这种树脂多的时候可以吸收自身重量1000倍左右的水分，之所以能吸收如此多的水分，秘密就在于它的分子结构。

同样是树脂（塑料），聚乙烯的分子结构像一条很长的线，但高吸水树脂的分子结构就像是把这条线上的很多点都连在了一起，是连续的立体笼子状结构。

因此被吸收的水分被锁在了“笼子”

中，轻易不会滴落。

这就是高吸水树脂锁水能力的秘密之一。

◎扩大“笼子”

结构

仅仅如此的话，并不能解释它高达自身重量1000倍左右的锁水能力。

高吸水树脂的分子到处连接有a这个基团（取代基），树脂吸水后，该原子团分解（电解）成带负电荷的COO-基团和带正电荷的Na+基团。

结果就是树脂中的COO-基团之间产生静电排斥力，在静电排斥力的作用下“笼子”

的容积不断扩大。

容积越大越能吸收更多的水，就能电解出越多的COO-基团，从而又能吸收更多的水，不断地重复这个过程，就能不断地吸收水分。

图1-8　高吸水树脂的吸水原理

高吸水树脂能够不断地吸水是渗透压的缘故。

高吸水树脂粒子内部有Na+离子游移，内部的浓度较高，与外部的水之间有浓度差，因此能够不断地向内部吸收水分。

◎沙漠变绿洲

高吸水树脂不仅仅可以用在纸尿裤上，现在备受瞩目的用途是用它在沙漠里种树，绿化沙漠。

在沙漠里埋上高吸水树脂，让树脂吸收水分后再在上面种树。

树木可以靠吸收高吸水树脂积蓄的水分成长，当然这些水早晚会有用完的一天，但至少可以大幅降低浇水的频率，并且树木还可以吸收偶尔的暴风雨天气带来的降水。

现在占地球上陆地面积13的地区是水分蒸发量大于降水量的沙漠地带，据悉每年有相当于日本面积14的土地成为新的沙漠，希望高吸水树脂能够成为阻止土地沙化的手段之一。

◎日本企业占高份额

2018年全球高吸水树脂的年需求量是300万吨，其中日本生产的触媒类产品约占20%，生产份额位居全球第一。

随着各国经济的发展和老龄化的加剧，纸尿裤的需求不断增加，据悉每年以5%～7%的比例持续增长。

随着纸尿裤的品质不断提高，不断向轻薄化发展，相信未来SAP的利用率也会越来越高。

图1-9　SAP的主要用途