Επιτρέψτε μου να σας παρουσιάσω το SAP που σας ενδιαφέρει περισσότερο πρόσφατα! Το Super Absorbent Polymer (SAP) είναι ένας νέος τύπος λειτουργικού πολυμερούς υλικού. Διαθέτει υψηλή λειτουργία απορρόφησης νερού που απορροφά νερό αρκετές εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες φορές βαρύτερο από το ίδιο και έχει εξαιρετική απόδοση συγκράτησης νερού. Μόλις απορροφήσει νερό και διογκωθεί σε μια υδρογέλη, είναι δύσκολο να διαχωριστεί το νερό ακόμα κι αν είναι υπό πίεση. Ως εκ τούτου, έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων σε διάφορους τομείς όπως προϊόντα προσωπικής υγιεινής, βιομηχανική και αγροτική παραγωγή και έργα πολιτικού μηχανικού.
Η υπεραπορροφητική ρητίνη είναι ένα είδος μακρομορίων που περιέχει υδρόφιλες ομάδες και διασταυρούμενη δομή. Παρήχθη αρχικά από τη Fanta και άλλους με εμβολιασμό αμύλου με πολυακρυλονιτρίλιο και στη συνέχεια σαπωνοποίηση. Ανάλογα με τις πρώτες ύλες, υπάρχουν σειρές αμύλου (εμποτισμένο, καρβοξυμεθυλιωμένο κ.λπ.), σειρές κυτταρίνης (καρβοξυμεθυλιωμένη, εμβολιασμένη κ.λπ.), σειρές συνθετικών πολυμερών (πολυακρυλικό οξύ, πολυβινυλική αλκοόλη, σειρές πολυοξυαιθυλενίου κ.λπ.) σε διάφορες κατηγορίες. . Σε σύγκριση με το άμυλο και την κυτταρίνη, η υπεραπορροφητική ρητίνη πολυακρυλικού οξέος έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα όπως χαμηλό κόστος παραγωγής, απλή διαδικασία, υψηλή απόδοση παραγωγής, ισχυρή ικανότητα απορρόφησης νερού και μεγάλη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Έχει γίνει το τρέχον hotspot έρευνας σε αυτόν τον τομέα.
Ποια είναι η αρχή αυτού του προϊόντος; Επί του παρόντος, το πολυακρυλικό οξύ αντιπροσωπεύει το 80% της παγκόσμιας παραγωγής υπεραπορροφητικής ρητίνης. Η υπεραπορροφητική ρητίνη είναι γενικά ένας πολυμερής ηλεκτρολύτης που περιέχει μια υδρόφιλη ομάδα και μια δομή διασταυρούμενης σύνδεσης. Πριν από την απορρόφηση του νερού, οι αλυσίδες πολυμερούς είναι κοντά η μία στην άλλη και μπλέκονται μεταξύ τους, διασταυρώνονται για να σχηματίσουν μια δομή δικτύου, έτσι ώστε να επιτευχθεί η συνολική στερέωση. Όταν έρχονται σε επαφή με το νερό, τα μόρια του νερού διεισδύουν στη ρητίνη μέσω τριχοειδούς δράσης και διάχυσης, και οι ιονισμένες ομάδες στην αλυσίδα ιονίζονται στο νερό. Λόγω της ηλεκτροστατικής απώθησης μεταξύ των ίδιων ιόντων στην αλυσίδα, η αλυσίδα του πολυμερούς τεντώνεται και διογκώνεται. Λόγω της απαίτησης ηλεκτρικής ουδετερότητας, τα αντίθετα ιόντα δεν μπορούν να μεταναστεύσουν προς το εξωτερικό της ρητίνης και η διαφορά στη συγκέντρωση ιόντων μεταξύ του διαλύματος μέσα και έξω από τη ρητίνη σχηματίζει μια αντίστροφη ωσμωτική πίεση. Υπό τη δράση της πίεσης αντίστροφης όσμωσης, το νερό εισέρχεται περαιτέρω στη ρητίνη για να σχηματίσει μια υδρογέλη. Ταυτόχρονα, η διασυνδεδεμένη δομή δικτύου και ο δεσμός υδρογόνου της ίδιας της ρητίνης περιορίζουν την απεριόριστη διαστολή της γέλης. Όταν το νερό περιέχει μικρή ποσότητα αλατιού, η αντίστροφη ωσμωτική πίεση θα μειωθεί και ταυτόχρονα, λόγω της προστατευτικής επίδρασης του αντίθετου ιόντος, η αλυσίδα του πολυμερούς θα συρρικνωθεί, με αποτέλεσμα τη μεγάλη μείωση της ικανότητας απορρόφησης νερού η ρητίνη. Γενικά, η ικανότητα απορρόφησης νερού της υπεραπορροφητικής ρητίνης σε διάλυμα NaCl 0,9% είναι μόνο περίπου το 1/10 αυτής του απιονισμένου νερού. Η απορρόφηση νερού και η κατακράτηση νερού είναι δύο πτυχές του ίδιου προβλήματος. Οι Lin Runxiong et al. τα συζήτησε στη θερμοδυναμική. Κάτω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση, η υπεραπορροφητική ρητίνη μπορεί να απορροφήσει νερό αυθόρμητα και το νερό εισέρχεται στη ρητίνη, μειώνοντας την ελεύθερη ενθαλπία ολόκληρου του συστήματος μέχρι να φτάσει σε ισορροπία. Εάν διαφύγει νερό από τη ρητίνη, αυξάνοντας την ελεύθερη ενθαλπία, δεν ευνοεί τη σταθερότητα του συστήματος. Η διαφορική θερμική ανάλυση δείχνει ότι το 50% του νερού που απορροφάται από την υπεραπορροφητική ρητίνη εξακολουθεί να περικλείεται στο δίκτυο γέλης πάνω από 150°C. Επομένως, ακόμη και αν ασκηθεί πίεση σε κανονική θερμοκρασία, το νερό δεν θα διαφύγει από την υπεραπορροφητική ρητίνη, κάτι που καθορίζεται από τις θερμοδυναμικές ιδιότητες της υπεραπορροφητικής ρητίνης.
Την επόμενη φορά, τηλ. τον συγκεκριμένο σκοπό του SAP.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-08-2021