Дозвольте мені представити SAP, який вас останнім часом більше цікавить! Суперабсорбентний полімер (SAP) — це новий тип функціонального полімерного матеріалу.Він має функцію високого водопоглинання, яка поглинає воду, яка важча за нього в кілька сотень до кількох тисяч разів, і має чудову ефективність утримання води.Коли він поглинає воду і набухає в гідрогель, воду важко відокремити, навіть якщо вона знаходиться під тиском.Тому він має широкий спектр використання в різних сферах, таких як засоби особистої гігієни, промислове та сільськогосподарське виробництво та цивільне будівництво.
Суперабсорбуюча смола - це свого роду макромолекули, що містять гідрофільні групи та зшиту структуру.Вперше його виготовили Fanta та інші шляхом щеплення крохмалю з поліакрилонітрилом, а потім омилення.Залежно від сировини існують серії крохмалю (щеплені, карбоксиметильовані тощо), серії целюлози (карбоксиметильовані, щеплені тощо), серії синтетичних полімерів (поліакрилова кислота, полівініловий спирт, серія поліоксиетилену тощо) у кількох категоріях .У порівнянні з крохмалем і целюлозою поліакрилова кислота має ряд переваг, таких як низька вартість виробництва, простий процес, висока ефективність виробництва, сильна водопоглинаюча здатність і тривалий термін зберігання продукту.Він став актуальною точкою досліджень у цій галузі.
Який принцип роботи цього продукту?В даний час на поліакрилову кислоту припадає 80% світового виробництва суперабсорбуючої смоли.Суперабсорбуюча смола, як правило, є полімерним електролітом, що містить гідрофільну групу та зшиту структуру.Перед поглинанням води полімерні ланцюги наближаються один до одного та переплутані разом, з’єднані, щоб утворити структуру мережі, щоб досягти загального кріплення.При контакті з водою молекули води проникають у смолу через капілярну дію та дифузію, а іонізовані групи в ланцюзі іонізуються у воді.Через електростатичне відштовхування між однаковими іонами ланцюга полімерний ланцюг розтягується і набухає.Через вимогу електричної нейтральності протиіони не можуть мігрувати назовні смоли, а різниця концентрації іонів між розчином усередині та поза смолою формує зворотний осмотичний тиск.Під дією тиску зворотного осмосу вода далі надходить у смолу з утворенням гідрогелю.У той же час структура зшитої мережі та водневі зв’язки самої смоли обмежують необмежену експансію гелю.Коли вода містить невелику кількість солі, зворотно-осмотичний тиск буде знижуватися, і в той же час через ефект екранування протиіонів полімерний ланцюг скорочуватиметься, що призведе до значного зниження водопоглинальної здатності смола.Як правило, водопоглинальна здатність суперабсорбуючої смоли в 0,9% розчині NaCl становить лише приблизно 1/10 від здатності деіонізованої води.Поглинання води та утримання води є двома аспектами однієї проблеми.Lin Runxiong та ін.обговорював їх у термодинаміці.Під певною температурою та тиском суперабсорбуюча смола може спонтанно поглинати воду, і вода надходить у смолу, зменшуючи вільну ентальпію всієї системи, доки вона не досягне рівноваги.Якщо вода витікає зі смоли, збільшуючи вільну ентальпію, це не сприяє стабільності системи.Диференціальний термічний аналіз показує, що 50% води, поглиненої суперабсорбуючою смолою, все ще міститься в гелевій сітці вище 150°C.Таким чином, навіть якщо тиск застосовується при нормальній температурі, вода не буде витікати з суперабсорбуючої смоли, що визначається термодинамічними властивостями суперабсорбуючої смоли.
Наступного разу розкажіть про конкретне призначення SAP.
Час публікації: 08 грудня 2021 р