功能高分子材料新.ppt

第八章 功能高分子材料,Functional Polymer Materials,前途光明的功能高分子,材料、能源和信息，并称为三大支柱产业,精细化工新材料与新技术,根据预测，二十一世纪的新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元，其中功能材料约占7580%。,我国的国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运，所以我国的国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克以及军用高能量密度组件等，都离不开特种功能高分子材料的支撑。,在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。,智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化的目标。,8.1 概述,功能高分子材料:具有特殊的物理或化学性能的高分子材料，如吸附性能、反应性能、光性能、电性能、磁性能等。,高分子材料科学的历史回顾高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。1889年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）发明人造丝。1907年，酚醛树脂诞生。1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC（19271937），PVAc（1936），PMMA（19271931），PS（19341937），LDPE（1939）。自由基聚合发展。,高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1943），ABS（1947），涤纶树脂（19401950）。50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。,80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。,高分子的发展方向：通用高分子的高性能化和高分子的多功能化,偏光显微镜下的高分子液晶,电致发光高分子,医用高分子材料,高分子药物、人工骨材料,2000年10月10日，瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖获得者，美国加利福尼亚大学的物理学家艾伦.J.黑格教授、美国宾夕法尼亚大学的化学家艾伦.G.马克迪亚米德教授和日本筑波大学的化学家白川英树教授，因为他们发现了导电塑料。,8.1.1 分类,1.化学功能材料1)分离功能材料 如分离膜、离子交换树脂、吸附树脂、高分子络合物、反渗透膜等；2)反应功能材料 如高分子催化剂、高分子试剂、高分子药物；3)生物功能材料 如固定化酶、生物反应器、人工肾、人工心肺和仿生传感器等。,2.机械功能材料 如耐磨损材料、超高强度纤维和工程塑料等,3.光学功能材料 如感光性树脂、太阳能电池、光导纤维和棱镜材料等,4.电磁功能材料 如有机半导体、电绝缘材料、超导电材料和压电材料等,5.热功能材料 如耐高（低）温材料、绝热材料和发热材料等,8.1.2 功能高分子的合成方法,原理：利用高分子本身结构或聚集态结构的特点，引入功能性基团，形成具有某种特殊功能的新型高分子材料。方法：功能单体聚合或缩聚反应：较为困难而复杂高分子的功能化反应：较为方便和廉价的方法，如聚苯乙烯与功能材料复合：机械混合，如导电硅橡胶、导电胶、医用材料,丙烯酸分子中带有双键，同时又带有活性羧基。经过自由基均聚或共聚，即可形成聚丙烯酸及其共聚物，可以作为弱酸性离子交换树脂、高吸水性树脂等应用。这是带有功能性基团的单体聚合制备功能高分子的简单例子。,将含有环氧基团的低分子量双酚A型环氧树脂与丙烯酸反应，得到含双键的环氧丙烯酸酯，这种单体在制备光敏高分子材料方面有广泛的应用。,除了单纯的连锁聚合和逐步聚合之外，采用多种单体进行共聚反应制备功能高分子也是一种常见的方法。特别是当需要控制聚合物中功能基团的分布和密度时，或者需要调节聚合物的物理化学性质时，共聚可能是最行之有效的解决办法。,高分子的功能化反应,利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架,价格低廉的通用材料较容易地接上功能性基团来源丰富具有机械、热、化学稳定性,可选材料的特点,聚苯乙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚（甲基）丙烯酸酯及其 共聚物聚丙烯酰胺聚环氧氯丙烷及其共聚物纤维素,利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架,例子：小分子过氧酸是常用的强氧化剂，在有机合成中是重要的试剂。但是，这种小分子过氧酸的主要缺点在于稳定性不好，容易发生爆炸和失效，不便于储存。反应后产生的羧酸也不容易除掉，经常影响产品的纯度。将其引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高。,小分子氧化剂：不稳定。易爆，易燃，易分解失效，贮存、运输、使用困难高分子氧化剂：稳定性好，贮存、运输、使用方便,聚苯乙烯芳环上的取代反应,聚苯乙烯分子中的苯环比较活泼，可以进行一系列的芳香取代反应，如磺化、氯甲基化、卤化、硝化、锂化、烷基化、羧基化、氨基化等等，因此是功能高分子制备中最常用的骨架母体。,聚苯乙烯与氯甲醚的反应及其进一步的反应,对氯甲基苯乙烯通过ATRP制备接枝共聚物,聚乙烯醇的变化,聚乙烯醇可多种低分子化合物反应，形成各种各样的功能高分子,聚醋酸乙烯酯的醇解制备聚乙烯醇,可用于在聚乙烯醇结构中引入活性基团的反应,例子：青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，应用十分普遍。它具有易吸收，见效快的特点，但也有排泄快的缺点。利用青霉素结构中的羧基、氨基与高分子反应，可得到疗效长的高分子青霉素。例如将青霉素与乙烯醇乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的3040倍。,带有功能性基团的小分子与高分子骨架的结合,这种制备方法的好处是可以利用廉价的商品化聚合物，并且通过对高分子材料的选择，使得到的功能高分子材料机械性能比较有保障。主要是通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现。,比如，某些酶的固化，某些金属和金属氧化物的固化等。与化学法相比，通过与聚合物共混制备功能高分子的主要缺点是共混物不够稳定，在使用条件下（如溶胀、成膜等）功能聚合物容易由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。,如果高分子主链上存在的侧基官能团具有与另一高分子的端基发生反应的能力，则可通过官能团之间的反应得到接枝共聚物。例如，将通过自由基聚合得到的，分子链中含有羧酸基团的丙烯酸/丙烯酸丁酯/苯乙烯三元无规共聚物与单端羟基聚醚进行反应，可得到主链为亲油性的，而侧链为亲水性的接枝共聚物。,利用高分子侧基反应制备接枝共聚物,高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。,功能高分子材料的多功能复合 将两种以上的功能高分子材料以某种方式结合，将形成新的功能材料，而且具有任何单一功能高分子均不具备的性能，这一结合过程被称为功能高分子材料的多功能复合过程。在这方面最典型的例子是单向导电聚合物的制备。,复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种:一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混；另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。,复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。,8.2 离子交换树脂,一、基本概念离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。,二、离子交换树脂的结构离子交换树脂是一类带有三维网状结构的以高分子为基体、可进行离子交换的官能团的物质，其外形一般为颗粒状，不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂，,树脂由三部分组成：三维空间结构的网络骨架（不溶性）；骨架上连接的可离子化的功能基团；功能基团上吸附的可交换的离子（带相反电荷）,8.2.1 概述,离子交换树脂的全名由分类名称、骨架（或基团）名称和基本名称排列组成。,强酸型阳离子交换树脂的功能基团是SO3-H+，它可解离出H+，而H+可与周围的外来离子互相交换。功能基团是固定在网络骨架上的，不能自由移动。由它解离出的离子却能自由移动，并与周围的其他离子互相交换。这种能自由移动的离子称为可交换离子。,通过改变浓度差、利用亲和力差别等，使可交换离 子与其他同类型离子进行反复的交换，达到浓缩、分离、提纯、净化等目的。通常，将能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂称作阳离子交换树脂；而将能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴离子交换树脂。,三、分类,离子交换树脂是通过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作用，对相应的离子进行离子交换。,强酸型阳离子交换树脂,弱酸型阳离子交换树脂,强碱型阴离子交换树脂,弱碱型阴离子交换树脂,8.2.2 离子交换树脂的制备,（1）强酸型阳离子交换树脂的合成 强酸型阳离子交换树脂是以-SO3H作离子交换基团的离子交换树脂，能够交换Na、Ca2等阳离子，有缩聚体系和苯乙烯体系两类，目前所有的工业制品都是苯乙烯体系的树脂。苯乙烯体系强酸型阳离子交换树脂：用苯乙烯和二乙烯基苯(DVB)于水中，使用悬浮稳定剂，搅拌聚合得到球状共聚物；然后用硫酸-氯磺酸等磺化剂进行磺化反应而制得。,缩合体系强酸型阳离子交换树脂：用硫酸磺化苯酚、使苯环上带有-SO3H基，然后再用甲醛与其发生缩合反应，具体反应如下：,(2)弱酸型阳离子交换树脂 其合成大部分以-COOH基作为离子交换基团，此外还有-PO(OH)2、-AsO(OH)2基的。具有-COOH基的弱酸型离子交换树脂几乎都是水解丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与DVB的共聚物得到的，其反应如下：,(3)强碱型阴离子交换树脂 主要以NX基作为离子交换基团的树脂，按下式交换C1、SO42等阳离子：R4NOH+NaClR4NCl+NaOH 利用乙烯与二乙烯基苯共聚物小球引入强碱性有机胺基团即可制得强碱型离子交换树脂，反应式如下：,(4)弱碱型阴离子交换树脂 如上述强碱型离子交换树脂的合成方法，引入一些弱碱性基团即可制得弱碱型阴离子交换树脂。反应式如下：,(5)两性离子交换树脂 同一高分子骨架上，如苯乙烯-二乙烯基苯小球上，同时含有酸性基团和碱性基团的离子交换树脂，则称为两性离子交换树脂。离子交换树脂在工业生产上使用最普遍的是苯乙烯二乙烯基苯悬浮聚合得到的12mm的小球，这种小球经过磺化、氯甲基化、胺化后可得到不同性质的离子交换树脂。基本结构相同的离子交换树脂又有许多不同的牌号的产品。,8.2.4 离子交换树脂的应用(I)清除离子:如阳离子交换树脂用于清除水溶液中的阳离子，阴离子交换树脂用于清除水溶液中的阴离子，将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂分别装柱串联使用或混合装柱，可消除水中的阴离子和阳离子，用于制备去离子水、废水处理等。(II)离子交换:利用其离子交换的可逆性，用于离子交换反应，最成功的应用是离子交换色谱，可以用来分离由多种离子组成的混合物。(III)酸、碱催化反应:如质子型的阳离子交换树脂可作为非常有效的高分子酸催化剂，氢氧根型阴离子交换树脂则是一种性能良好的高分子碱性催化剂。,（1）水处理 水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。水处理是离子交换树脂最基本的用途之一。,具体而言,（2）冶金工业 离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面，离子交换树脂均起着十分重要的作用。,（3）海洋资源利用 利用离子交换树脂，可从许多海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料。在海洋航行和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡水是十分经济和方便的。,（4）化学工业 离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和蒸馏、结晶、萃取和过滤一样，成为重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等。离子交换树脂用作化学反应催化剂，可大大提高催化效率，简化后处理操作，避免设备的腐蚀,（5）食品工业 离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。特别在酒类生产中，利用离子交换树脂改进水质、进行酒的脱色、去浑、去除酒中的酒石酸、水杨酸等杂质，提高酒的质量。酒类经过离子交换树脂的去铜、锰、铁等离子，可以增加贮存稳定性。经处理后的酒，香味纯，透明度好，稳定性可靠，是各种酒类生产中不可缺少的一项工艺步骤。,（6）医药卫生 离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、提纯、脱色、中和及中草药有效成分的提取等。离子交换树脂本身可作为药剂内服，具有解毒、缓泻、去酸等功效，可用于治疗胃溃疡、促进食欲、去除肠道放射物质等。对于外敷药剂，用离子交换树脂粉末可配制软膏、粉剂及婴儿护肤用品，用以吸除伤口毒物和作为解毒药剂。,（7）环境保护 离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水，影片洗印废水、工业废气等的治理。例如影片洗印废水中的银是以Ag(SO3)23-等阴离子形式存在的，使用型强碱性离子交换树脂处理后，银的回收率可达90以上，既节约了大量的资金，又使废水达到了排放标准。,8.3 吸附树脂（又称为螯合树脂,吸附树脂也是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。吸附树脂是指具有特殊吸附功能的一类树脂,注：活性炭、氧化铝和硅藻土等天然材料对有机物具有吸附作用，并将它们用于脱色除臭但普遍存在选择性差的缺点。,在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的吸附剂已广泛使用，例如活性氧化铝、硅藻土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。而吸附树脂是吸附剂中的一大分支，是吸附剂中品种最多、应用最晚的一个类别。,一、定义,胺肟：,8.4 高吸水性树脂,高吸水性树脂的分类 高吸水性树脂的分类见下表,高吸水性树脂的吸水机理 与传统的棉麻纸等材料主要靠毛细管作用吸自由水不同，高吸水性树脂吸水是靠分子中极性基团通过氢键或静电力及网络内外电介质的渗透压不同，将水主要以结合水的形式吸到树脂网络中。由高分子电解质组成的离子网络中都挂着正负离子对，如COO-Na+，在未与水接触前，正负离子间以离子键结合，此时树脂网络中的离子浓度最大，与水接触后，由于电解质妁电离平衡作用，水向稀释电解质浓度的方向移动，水被吸入网络中。,高吸水性树脂的特性 吸水性 高吸水性树脂最重要的特性就是具有极高的吸水性能，但不同树脂具有不同的吸水倍率，对于同一类高吸水性树脂吸水量多少主要是决定于渗透压和树脂交联度，树脂网络中固定电荷的浓度与被吸收电解质水溶液的浓度差越大，则渗透压越大，吸水量越多；吸水后分子网络扩张受到限制，吸水量就明显下降。保水性 吸水性树脂进入干燥状态时，表面形成膜，阻隔膜内水分外溢，使干燥速度逐渐下降。吸水状态的凝胶强度 将吸水后的高吸水性树脂投掷在平板上，表现出容易回弹的弹性行为，即使产生大变形也不破坏。在吸水量低于饱和量时，树脂显示出更大的强度。热和光的稳定性，醋酸乙烯酯丙烯酸酯共聚物类的高吸水性树脂在干燥状态时，对100以上的加热是稳定的。当温度加热到120以上时，吸水率开始下降，温度升至250开始分解。而且用氙灯照射500h，吸水率几乎无变化，与其他高吸水性树脂相比，这是一类具有良好的热和光稳定性的高吸水性树脂。吸氨性 高吸水性树脂是含羧基的聚合阴离子材料，因70%的羧基被中和，30%是酸性，故可吸收氨类物质，具有除臭作用。,高吸水性树脂的应用 卫生材料：如卫生纸、尿布、医疗包扎带等。农林园艺材料：如用作土壤改良剂，掺入量为0.3%，能提高土壤保熵能力；用作液体播种的材料包覆种子，可提高发芽率等。有机溶剂的脱水剂。与其他树脂混合，制得水溶胀性树脂，用于建筑等行业。污泥固化剂。蓄热、蓄冷剂。各种有机、无机物水溶解吸收剂等。,8.5 高分子分离功能膜 当膜处在某两相之间时，由于膜两侧存在的压力差、浓度差以及电位差等，驱使液态或气态的分子或离子等可从膜的一侧渗透到另一侧。在渗透过程中，由于渗透物的大小、形状、化学性质、电荷等不同，其渗透速率也不同，即膜对渗透物具有选择性，因此可利用膜的这种渗透选择性来分离不同的化合物，具有这种分离功能的高分子膜称高分子分离功能膜。,膜的渗透性：渗透物在膜中的渗透速率。,8.5.1 高分子分离功能膜分类 按被分离物质的不同：（a）气体分离膜（b）液体分离膜（c）固体分离膜（d）离子分离膜（e）微生物分离膜,按膜的孔径或被分离物的体积大小：（a）5000nm以上，微粒过滤膜。（b）1005000nm，微滤膜，可分离血细胞、乳胶等。（c）2100nm，超滤膜，可用于分离蛋白质等。（d）10，纳滤膜，可用于分离游离酸和糖等。（e），反渗透膜（超细滤膜），可分离 NaCl等。,按膜的结构主要分为：（a）致密膜：紧密无孔的膜，可由聚合物熔融挤出成膜或由聚合物溶 液浇铸成膜。（b）多孔膜：有无规分布且相互连接的多孔结构。可由烧结法、拉伸 法、径迹蚀刻 等方法获得。,8.5.2 高分子分离膜的分离机理 高分子分离膜主要有三种基本的分离机理：（1）筛分效应分离机理 多孔膜的分离机理是筛分机理，即在膜渗透过程中，只有体积小于膜孔的分子能够由膜孔通过，并且体积较小的渗透物比体积较大的渗透物渗透速率更快。,（2）溶解扩散效应分离机理 致密膜的一个重要性能是如果被分离物在膜中的溶解性差别显著时，即使其分子大小相近也能有效地分离。其分离机理是溶解-扩散机理：首先，渗透分子溶解在膜的表面，然后扩散穿过分离膜，出现在膜的另一面。其中溶解性取决于膜与渗透物的亲和性；而扩散性则取决于膜聚合物的化学结构及其分子链运动。,（3）电化学效应分离机理 在微孔分离膜上接枝离子基团便可得到离子交换分离膜。离子交换分离膜的分离机理除筛分效应外，主要是电化学效应分离机理:吸附分离膜上固定离子基团的反离子，而排斥固定离子基团的同离子。,8.5.3 膜分离技术（1）透析 其原理是溶质在浓度差的驱动下从浓度高的一侧通过分离膜渗透到浓度低的另一侧，通过下游侧的溶液流动完成分离过程。（2）电渗析 在电场的作用下，离子通过离子选择性分离膜分别向与之对应的电极迁移，使不同离子相互分离的过程。（3）全蒸发 原理是将待分离的混合物放于膜的一侧，其中高挥发性的有机溶剂以蒸汽的形式渗透分离膜，在膜的另一侧收集。其驱动力是渗透物蒸发所引起的蒸汽压差。,（4）微滤、超滤、纳滤和超细滤 都是以压力差为驱动力，促使被分离物从压力高的一侧向压力低的一侧移动，利用筛分原理进行的连续膜分离过程。(a)微滤:清除溶液中的微生物以及悬浮微粒(0.1-10um)。应用:除菌(饮用水处理等）、果汁澄清、溶液澄清等。(b)超滤:清除液体中的胶体级微粒以及大分子溶质(2100nm)。应用：合成和生物来源的大分子溶液中溶质的分离、分子 量分布较宽的大分子溶液进行分级处理、从食品工业废弃的乳清中回收蛋白质等。,8.6导电高分子 广义上的导电高分子材料可分为两大类：一类是由绝缘高分子与导电材料（如金属粉、炭黑等）共混而成的复合型导电高分子材料，该类导电高分子材料的导电性能主要由其中的导电填料所决定，其中的高分子主要提供可加工性能。另一类是高分子本身的结构拥有可流动的载流子，即高分子本身具有导电性，其导电性能主要取决于高分子本身的结构，常称为“本征导电高分子”（intrinsically conducting polymer,ICP）或“合成金属”。,所有导电高分子都是共轭高分子，其分子结构都是含有-共轭结构或同时含有-共轭和p-共轭结构。典型的导电高分子有以下几类：,导电高分子的应用,(1)发光二极管 共轭高分子可光致发光和电致发光。其光致发光机理如下:,共轭高分子的电致发光机理与之类似。,（2）导电性应用 透明导体 反复充放电的二次电池的电极材料 聚合物电容器（3）电磁屏蔽与隐身（4）抗静电,思考题,1.功能性树脂有哪些合成方法？2.离子交换树脂具有怎样的结构？离子交换树脂是如何进行离子交换的？影响离子交换的因素有哪些？如何提高离子交换的速度？3.离子交换膜与离子交换树脂有何异同？离子交换膜在应用上有何特点？4.吸附树脂可分为几类？各类吸附树脂是如何进行吸附的？5.高吸水性树脂的吸水原理是怎样的？高吸水性树脂具有哪些特性？,