高吸水树脂是一类超强吸水材料，其吸水溶胀后形成的水凝胶对其中的水(或水溶液)具有一定的保持性能，这些性能被广泛应用于卫生保健、农林园艺、工业防漏、环保重金属污水的处理、国防建设等领域。但是，目前高吸水树脂在合成工艺及应用基础研究方面存在很多问题，主要表现在溶液聚合产品的吸水溶胀率和溶解率之间的矛盾难以解决，产品性能的评价不标准，保水机理等应用基础研究不充分等方面；这些问题的解决对高吸水树脂的生产、应用与开发将会起到重要的推动作用。 本文采用微波辐射合成技术，对淀粉和纤维素等多聚糖基高吸水树脂的合成工艺进行了系统研究，结果表明，微波功率和辐射时间可对高吸水树脂产物的吸水溶胀率和溶解率产生显著影响，微波辐射在促进溶液聚合反应体系凝胶化后的进一步交联方面具有一定的优势。相对于传统加热聚合方式，采用微波辐射合成淀粉接枝丙烯酸钠高吸水树脂，可以在85～90W的功率范围内，将反应时间缩短至10min左右，并能保证溶解率在低于10％的前题下，获得吸水溶胀率在600g/g以上的产物；通过在反应体系中引入高反应活性的丙烯酰胺，实现了纤维素基高吸水树脂的微波合成，在136W的功率下辐射9min，可得到溶解率只有7.4％，吸水溶胀率为680g/g的纤维素基高吸水树脂产物，解决了纤维素基高吸水树脂生产效率低下的问题。 本文提出以高吸水树脂水凝胶的脱水附加能为其保水性能的评价指标，建立了通过测定一定真空度下水凝胶体系的相对湿度来获得水凝胶脱水附加能信息的实验方法，并在此基础上，对高吸水树脂水凝胶的粒径、结构组成、溶胀率等影响因素与其保水性能之间的关系进行了研究，发现高吸水树脂的溶胀率与高分子链上的电荷密度对其水凝胶的保水性能皆有显著影响，但溶胀率的影响更为显著(置信率为99％)。 本文通过对水凝胶中水份散失过程的热力学分析，揭示出高吸水树脂的保水特性源于其水凝胶脱水时所需的收缩功，进而解释了其在加热和真空状态下保水效果更显著的原因，以及水凝胶的相变温度低于水及水溶液的沸点的现象。 本文的研究结果表明，将尿素吸收在水凝胶中可以显著降低尿素的淋失率(原态尿素颗粒淋失率高达96.9％时，凝胶中尿素的淋失率为41.6％)；同时还发现，凝胶中尿素的扩散释放速率与表征高吸水树脂水凝胶保水性能的综合指标脱水能和凝胶的尺寸大小有着更好的相关性；凝胶中尿素的释放速率的调节要综合考虑溶胀率大小和凝胶网络均匀性等因素。 本文还在对实验现象进行分析总结的基础上，通过量纲分析，分别建立了水凝胶中水份散失速率、尿素的释放速率与高吸水树脂结构组成、外部环境条件等影响因素之间的因次和谐合理的关系模型，可为控制尿素释放速率的高吸水树脂水凝胶的高分子设计与合成提供理论支持，为进一步建立这些关系的定量数学模型奠定了基础。